Stationary orbits of positronium. Стационарные орбиты позитрония.

Позитроний – это искусственный «атом» без ядра, в котором электрон и позитрон, связанные силами электрического притяжения (кулоновскими силами), вращаются вокруг некого общего центра масс. Существуют две разновидности позитрония: Ортопозитроний с параллельными спинами обеих частиц и Парапозитроний – с антипараллельными спинами частиц.

Оба эти «атома» живут исчезающе короткое время: Парапозитроний аннигилирует, то есть превращается в два гамма-фотона за 0.124 нс (наносекунды — одной миллиардной секунды).

Ортопозитроний живёт в тысячу раз дольше – 138.6 нс и аннигилирует в три гамма-фотона.

Почему они аннигилируют?

Сначала, «при рождении», электрон и позитрон получают некую кинетическую энергию и могут вращаться НЕ СХОДЯСЬ слишком близко друг с другом. Но вращающиеся электрические заряды всегда излучают электромагнитные волны и тем теряют свою кинетическую энергию и, сближаясь, «падают» друг на друга. При этом и происходит их аннигиляция, то есть превращение в фотоны.

Не чудится ли читателям нечто знакомое в этой фразе о вращающихся элетрических зарядах и чего-то там теряющих?

Чудится!

Так должна была умереть планетарная модель атома Резерфорда, по сути уже мёртворождённая, в 1911 году. Но в 1913 году молодой талант в физике, Нильс Бор СПАС эту модель от гибели тем, что сформулировал свои знаменитые постулаты и первый из них гласил: Электроны вращаются вокруг ядра на неких СТАЦИОНАРНЫХ ОРБИТАХ, на которых, ВОПРЕКИ ЗАКОНАМ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ, они ничего не излучают. Ведь атомы существуют не наносекунды, а миллиардолетия и ничего им не делается!!! Гениальная идея Бора полностью подтвердилась. Электроны «молча», ничего не излучая, вертятся на стационарных орбитах, а излучают только тогда, когда перескакивают с одной орбиты (с большей энергией) на другую (с меньшей энергией).

Аналогично, НЕ атому Бора, а классической модели Резерфорда, «работает» и позитроний. Электрон и позитрон при вращении теряют свою кинетическую энергию на излучение, падают друг на друга и аннигилируют. Почему ортопозитроний живёт в тысячу раз дольше, чем парапозитроний? Да, потому, что они ОТТАЛКИВАЮТСЯ друг от друга не только центробежными сидами вращения, но своими магнитными моментами.

А теперь самое главное и интересное.

Писал не раз об идее тоже большого таланта в физике Луи до Бройля о том, что фотон, квант электромагнитной энергии, есть некая составная частица из двух частиц с очень малой массой. Но эта модель противоречит выводу Специальной Теории Относительности, указывающему, что ни одна частица с НЕНУЛЕВОЙ МАССОЙ ПОКОЯ НЕ МОЖЕТ БЫТЬ ускорена до скорости света. Любая, самая легчайшая, набрав релятивистскую скорость, начинает наращивать свою инерциальную массу до бесконечности по мере приближения её скорости к скорости света «с».

Я попытался спасти эту гипотезу де Бройля, предположив, что: Да, фотон является некой составной частицей, «состоящей» из двух частиц с ненулевой массой: Электрона и позитрона. Но их суммарная масса равна нулю!!! Поэтому такая «гантелька МОЖЕТ двигаться со скоростью света.

НО!!!

Только что мы говорили о времени жизни позитрония, то есть о вот такой «гантельке» и время её существования ничтожно мало! А фотоны летят в космосе миллиардолетия!!! И десятки миллиардов лет!!!

Ответ:

Всё те же стационарные орбиты Бора для позитрония! В фотонах электрон и позитрон не просто вертятся вокруг общего геометрического центра, и, НЕ ИЗЛУЧАЯ ЭНЕРГИИ, А ПРЕДСТАВЛЯЯ СОБОЙ СОБСТВЕННО ФОТОН, движутся по неким СТАЦИОНАРНЫМ ОРБИТАМ и поэтому НИКОГДА друг на друга не падают!

Вот мы и применили две интересных мысли де Бройля и Бора для объяснения «светового позитрония!» Вечного, но ДЕЛИМОГО: если гамма-фотон достаточной энергии пролетает поблизости к ядру, там мощное поле ядра может разорвать эту «стационарную пару» и это называется ФОТОРОЖДЕНИЕМ ПАР, явление, обратное аннигиляции.

От своего имени и читательского благодарю Луи де Бройля и Нильса Бора за интересные подсказки!

9 Х 2021

P.S. По идее, если не просто бомбардировать всякие мишени мощным пучком позитронов, а придать им строго квантованные значения энергий, то вместо «обычного» короткоживущего позитрония можно получить позитроний со СТАЦИОНАРНЫМИ ОРБИТАМИ, то есть пучок ФОТОНОВ!

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s