Два направления исследования процессов в физическом вакууме
Как упоминалось в § 1.2, исследование процессов в физическом вакууме проводят в настоящее время по двум основным направлениям. В основу первого направления исследования положены квантовая теория и теория относительности (Физическая энциклопедия. 1998. Т. 5. С. 317; БСЭ. 3-е изд. Т. 27. С. 337-343), в основу второго направления — предположение о том, что процессы в микромире вакуума подчиняются всем известным в настоящее время законам макромира газовой динамики реального вязкого сжимаемого газа (Ацюковский В.А. Общая эфиродинамика. — М.: Энергоатомиздат, 1990).
Согласно первому направлению исследования
1) под вакуумным состоянием понимают состояние поля, в котором оно вовсе не имеет частиц (квантов), когда энергия поля, оставаясь огромной, минимальна;
2) в вакуумном состоянии электромагнитные и поля других видов испытывают флюктуации, при которых в вакууме рождаются электронно-позитронные пары;
3) эти пары ведут себя как связанные заряды и под действием электрического поля заряды пар смещаются подобно тому, как смещаются связанные заряды в диэлектрике. Процесс смещения зарядов в вакууме называют процессом поляризации вакуума;
4) но основным процессом в вакууме является процесс испускания фотона свободным электроном (позитроном) с последующим поглощением его другим или тем же электроном за очень короткое время Д/, примерно равное Ю'21 с. За это время заряды смещаются на малое расстояние Д г,
5) процесс называют виртуальным, а возникающие при этом заряды виртуальными.
Каждая виртуальная частица обладает разбросом энергии &.W "г /Ы и разбросом импульса Am £ Й/Дх, где А — постоянная Планка, равная 6,626 • Ю“34 Дж • с.
Согласно второму направлению исследования
1) вакуум — это газоподобная среда с малой плотностью, малой вязкостью и сжимаемостью в широких пределах. Свойства вакуума в свободном пространстве и в веществе предполагаются различными;
2) процессы в микромире вакуума подчиняются всем известным в настоящее время законам для макромира газовой динамики реального вязкого сжимаемого газа;
3) ограничение скорости различных процессов в вакууме величиной ЗЮ8 м/с справедливо только для электромагнитных (в том числе световых) процессов и несправедливо для гравитационных и тепловых;
4) вакуум содержит очень малые частицы («кирпичики» мироздания, которые со времен Демокрита (IV в. до н. э.) называют амерами). Их масса /п<7-10'"7 кг, диаметр <4Ю~45 м, средняя длина свободного пробега S5 I0'17 м. Средняя скорость теплового движения примерно 6.6-1021 м/с;
5) свойства вакуума в свободном от вещества пространстве: плотность равна электрической постоянной*’ 8,85Ю'12 кг / м3, давление не менее 2-Ю32 Н / м2, температура не более 7<10"5t К. внутренняя энергия в I м3 не менее 2-Ю32 Дж;
6) амеры имеют различные формы движения, взаимодействуют и объединяются друг с другом. Совокупность амеров имеет диффузионную, поступательную и вращательную формы движения. Все они подчиняются законам газовой динамики реального вязкого ежи- маемого газа;
7) особо важная устойчивая форма движения — замкнутовращательная, в виде мельчайших тороидов с утолщенными стенками из уплотненного вакуума. Движение уплотненного вакуума в стенках тороидов — винтовое и имеет кольцевую и тороидальную состав-
*’Единицу измерения кг/м3 вместо Ф/м для £0 получим, если учтем, что единице измерения фарад в системе МКСА соответствует кг/м2 в системе МКС, принятой в механике.
ляющие скорости. Эти тороиды и являются электрическими зарядами;
8) знак заряда каждого тороида зависит от того, является ли винтовое движение в нем лево- или правовинтовым, а тип заряда (протон, нейтрон, электрон, позитрон) и устойчивость существования определяются физическими свойствами пограничного слоя тороида;
9) кольцевая и тороидальная составляющие винтового движения уплотненного вакуума в стенках тороидов создают движение в окружающей вакуумной среде, причем одна из составляющих этого движения создает магнитное поле, другая — электрическое;
10) фотон — мельчайший элемент света — представляет собой совместную цепочку линейных (некольцевых) вихрей, один из которых имеет левое, а другой правое направление вращения, подобно вихревой дорожке Кармана в гидродинамике.
Насколько результаты исследований вакуума по двум рассмотренным направлениям будут приняты миром ученых, какие изменения или дополнения в них необходимо сделать, будет ли со временем создана иная теория физического вакуума — покажет время.
|
Лев Алексеевич Бессонов — один из
известнейших российских ученых и педагогов. Он родился 25 ноября 1915 г., в 1939 г. поступил в Московский электротехнический
институт, который с отличием окончил в марте 1944 г. С июня 1939 г. по апрель
тал инженером в лаборатории за
вода № 624 НКЭП, после чего по конкурсу поступил в аспирантуру на кафедру ТОЭ МЭИ. Его научным руководителем был ос-
нователь Московской электротехнической школы К.А. Круг. Кандидатскую диссертацию Л.А. Бессонов защитил в МЭИ в
1946 г., а в 1948 г. он был избран доцентом кафедры ТОЭ МЭИ. В том же году выходит в свет его первая книга — «Электрические цепи со сталью», а в 1951 г. вторая — «Переходные процессы в нелинейных электри- МЭИ на кафедре ТОЭ проработал 10 лет.
В 1954 г. Л.А. Бессонов перешел из МЭИ на работу во ВЗЭИ, который в 1967 г. был преобразован в Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (ныне технический университет). Докторскую диссертацию Л.А. Бессонов защитил в 1956 г. в ИАТ АН СССР. Он теоретически и экспериментально исследовал новые, малоизученные явления (типы движений) в нелинейных электрических цепях, содержащих нелинейные управляемые и неуправляемые индуктивные, емкостные и резистивные элементы. В числе этих явлений: хаос, автомодуляция, перемежающиеся резонансы, аномальные режимы работы выпрямительных систем, возникновение эффектов форсировки и затягивания переходных процессов в выпрямительных системах и расчет процессов в них по огибающим. Полученные научные результаты отражены в монографии «Автоколебания (автомодуляция) в электрических цепях со сталью» (М.: Госэнергоиздат, 1958).
С 1955 по 2000 г. он являлся заведующим кафедрой ТОЭ, проработав в МИРЭА 46 лет. В 1958 г. был утвержден в ученом звании профессора. Миллионы инженеров познали теорию электротехники по книгам Л.А. Бессонова. В 1957 г. им был написан учебник для вузов «Теоретические основы электротехники», вышедший в трех частях. Впоследствии, каждый раз существенно переработанный и дополненный, этот учебник многократно переиздавался издательством «Высшая школа» большими тиражами, доходившими до 145 тыс. экземпляров. Учебник трижды переведен на английский язык, а также на французский, испанский и португальский языки. Учебные пособия для вузов Л.А. Бессонова «Нелинейные электрические цепи» и «Линейные электрические цепи», по три раза переработанные и дополненные, переиздавались издательством «Высшая школа» тиражами по 30-40 тыс. экземпляров. Написанный под его редакцией и при его участии «Сборник задач по теоретическим основам электротехники» четырежды переиздан «Высшей школой» и издан на испанском языке издательством «Мир».
Л.А. Бессонов неустанно ищет решения новых теоретических вопросов, возникающих в практической работе с электротехническими устройствами. Если решения найдены им и существенны, то, при сохранении объема учебника минимальным, он включает их в книгу. Так, li-е издание учебника «Электрические цепи» дополнено:
1) теорией странных колебаний (странных аттракторов), возникающих в нелинейных электрических цепях переменного тока;
2) применением диакоптики для расчета первой и высших гармоник тока в обобщенной нелинейной электрической цепи переменного тока;
3) новым подходом к составлению уравнений для приращений при исследовании устойчивости работы нелинейных электрических цепей переменного тока, который позволяет учесть влияние четных гармоник на устойчивость и простым путем прийти к уравнению Матье;
4) макрометодом расчета переходных процессов в мостовой выпрямительной схеме с предвключенным сопротивлением в цепи переменного тока;
5) методом исследования устойчивости рекурсивных цифровых фильтров;
6) вейвлет-методом исследования сигналов.
Подготовленное к печати 11-е издание учебника «Электромагнитное поле» дополнено:
1) полной системой уравнений электрического, магнитного и электромагнитного полей, в которой рассмотрены свойства потенциальных и вихревых электрических и магнитных неизменных во времени полей в различных средах и изменяющегося во времени электромагнитного поля в однородной изотропной среде, рассмотрены связи между определяющими величинами в этих полях, их источники и уравнения, которым они подчиняются; второе уравнение Максвелла в этой системе дополнено плотно_стью магнитного тока проводимости, т. е.
F о дВ
представлено в виде rot£ = ум Н----------- , где ум — удельная магнитная проводи-
dt
мость среды, которая зависит от условий, в которых электрический ток, проходящий по обмоткам устройства, создает напряженность магнитного поля;
2) методикой определения численного значения ум для различных сред в однородном и равномерном магнитном поле; здесь также определены свойства полного магнитного тока, равного сумме магнитного тока проводимости и магнитного тока смещения, составлены уравнения для векторного и скалярного магнитного и электрического потенциалов;
3) теорией магнитных полей с распределенными параметрами на переменном токе, в которой параметры линии определены с учетом магнитного тока проводимости.
За научную и педагогическую деятельность Льву Алексеевичу Бессонову присуждены звания «Заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации», «Заслуженный деятель высшего образования России», «Почетный работник высшего образования России».
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.................................................................... 5
Глава первая. Основные положения теории электромагнитного поля и их применение к теории электрических цепей........................... 7
§ 1.1 Электромагнитное поле как вид материи... 7
§ 1.2 Интегральные и дифференциальные соотношения между основными величинами, характеризующими поле....... 8