Описание открытия

Открытие относится к фундаментальной задаче теоретической физики, в частности – к установлению физической сущности элементарных частиц.
Представляя элементарную частицу как локализованный квант поля (стоячая волна, интерференция), теоретически выведено значение элементарного заряда (постоянной тонкой структуры), известное только из эксперимента.

(Возникновение элементарного заряда интерпретируется на основе интерференции кванта поля, как параметра перераспределения интенсивностей. Полученное значение совпадает с последними экспериментальными данными с погрешностью до - )

Формула открытия

Теоретически доказано равенство значения элементарного заряда в естественной системе единиц, отношению суммарной интенсивности вторичных максимумов к полной интенсивности интерференции, в локализованном кванте поля, поляризованного по кругу, по длине волны равного длине волны Комптона.

© Г. Ш. Киракосян, 2010 

Приоритет открытия - 18.06.2009

Приоритет открытия установлен по дате публикации монографии "Естественное представление основы вещества". Ереван, 2009, ISBN  978-9939-53-444-2. Подписано к печати 18.06.2009.

Введение:
Как известно, до настоящего  времени не существует заслуживающей внимания какой-либо концептуальной интерпретации факта проявления фундаментальной постоянной микромира - постоянной тонкой структуры , установленной исключительно из эксперимента. Многочисленные попытки представления этой постоянной, путем искусственной комбинации известных физических и математических констант, нами не рассматриваются как теоретические интерпретации. По данному вопросу можно удовлетвориться ссылкой на известное критическое замечание Р. Фейнмана [1]. 
Поскольку проявление упомянутой постоянной тесно связано с элементарными частицами,  объяснение ее существования следует искать в решении глобальной задачи - раскрытия физической сущности элементарных частиц.   
Принятая нами интерпретация постоянной тонкой структуры определенно отличается от современных представлений элементарных частиц (стандартная модель). Она соответствует теоретически неподтвержденной (но, не опровергнутой) полевой (волновой) концепции первоосновы материи. Убежденными сторонниками описанного подхода являлись Эйнштейн, Шредингер, Гейзенберг и другие физики прошлого века, предпосылками для чего послужил обширный круг экспериментальных, теоретических и причинно – логических аргументов. Полученный нами результат подтверждает заключение известных физиков и может открыть новые возможности для  объяснения явлений микромира [2].  

Постановка и решение задачи:
Цель настоящей работы: показать, что отношение суммарной интенсивности вторичных интерференционных максимумов к полной интенсивности, при локализации циркулярно поляризованного кванта поля, соответствующего волне Комптона, равно значению элементарного заряда в естественной системе единиц (квадратному корню от постоянной тонкой структуры).

 Оговоренное утверждение требует доказательства следующего уравнения:

               (1)
где:- интенсивность m- максимума. - полная интенсивность интерферирующих волн при интерференции многих волн. 
- постоянная тонкой структуры 
  - значение элементарного заряда в естественной системе единиц.
Для доказательства (1) мы исходили из представления элементарной частицы как стоячей волны, образованной от интерференции циркулярно поляризованной волны Комптона.
Описанный модель частицы нами выбрана из аналогии стоячей волны Де Бройла на первой боровской орбите, применяя следующие замещения: и .
Полагая что, число интерферирующих, целых волн намного больше единицы (, что соответствует существующим представлениям кванта поля), для описания интерференционного перераспределения интенсивностей мы исходили из уравнения (2), определяющего отношение амплитуд и интенсивностей интерференционных максимумов, при интерференции многих световых волн, представленной в пособиях [3].
                                      (2)
где: -амплитуда m –  максимума. - амплитуда 0 - ого максимума, m = 1, 2, 3…n.

В рис. 1. иллюстрировано угловое распределение максимумов интерференции, где -  фазовый сдвиг  интерферирующих волн, - угловой сдвиг максимумов. 
Согласно оговоренным условиям интерференции, угловое расстояние первого максимума от главного равняется фазовой разности интерферирующих волн. 
Поскольку (2) является заведомо приближенным решением задачи, пригодной только для малого интерференционного угла, в уравнения (2) мы прибавили функцию Кирхгоффа (3), учитывающую зависимость амплитуд от направления, согласно принципеГюйгенса – Френеля. Данная функция (рис. 2) удовлетворяет условиям: , при  (условие максимума амплитуды, по направлению “вперед”) и,  при (волны не распространяются "назад") [3].
                                              (3)
С учетом сказанного, (2) преобразуется в (4): 
                                                   (4)
Учитывая, что амплитуды вторичных максимумов по фазе отличаются друг от друга по углу, где n - целое число [3] , их можно суммировать: 
                            (5) 
Из  (4) и (5) следует:

                                              (6)
Учитывая, что вторичные максимумы по фазе колебания совпадают и отличаются от главного на , отношение   можно представить в виде: 
                                                  (7)
Принимая во внимание (7), из (6) приходим к уравнению:
                          (8) 
Чтобы найти связь  -  с  -, мы воспользуемся  векторной диаграммой.                 
С применением уравнения (4), вместо (2), происходят малые изменения векторов интерферирующих волн, в зависимости от угла - , вследствие чего каждое последующее угловое расстояние между интерференционными максимумами также изменяется, как иллюстрировано в диаграмме (Рис. 3)

                                                                     
Из-за уменьшения вектора - , согласно  (4), происходит соответствующее уменьшение угла -  . Доля поправки к углу от -, возникающая вследствие замещения (2) на (4), определится  отношением: 
                     (9)
(9)  соответствует относительному изменению угла -  и изменению уравнения (4), который примет вид:
                                              (10)
Одновременно, из-за уменьшения угла между направлениями -  и   происходит малый поворот вправо вектора -   в результате чего оно соответствует вектору - 
По той же причине несколько увеличивается проекция -   на направление - , что приводит к относительному увеличению их векторной суммы величиной:  
Этот фактор приведет к новой поправке к углу и, соответственно, к дополнительному увеличению векторной суммы. Продолжая эти соображения в бесконечный раз, в итоге приходим к поправкам, в виде рядов Маклорена, соответственно, для углов и векторов:

 
           (11)
Используя соотношения (11), из  (8) приходим к уравнению:
   (12)
По методу постановок, с помощью компьютерного подсчета, было установлено следующее значение угла, удовлетворяющего уравнению (12):
                                     (13)
Согласно с представлением (7), отношение суммарной интенсивности вторичных максимумов к полной интенсивности интерферирующих волн определится: 
  
Это значение, в рамках достигнутой точности измерения, совпадает с величиной элементарного заряда и соответствует значению постоянной тонкой структуры:
                           (14)
Напомним результаты последних измерений –:

                                 [4]

  Литература:
[1] Richard P. Feynman – ISBN 069102417 – “QED: The Strange Theory of Light and Matter” 
[2] Г. Ш. Киракосян - Ереван, 2009, ISBN  978-9939-53-444-2 – “Естественное представление основы вещества” (подписано к печати 18.06.2009) 
[3] Б. М. Яворский, Д. А. Детлаф – ББК 22. 3 Я 22 – 1985 “НАУКА”  - “Справочник по физике“ 
[4] New Determination of the Fine Structure Constant // Physical Review Letters 101, 230801
(3 December 20 08). 

© Г. Ш. Киракосян, 2010