Замахнуться на такую необычную тему автора сподвигли исследования в области второго магнитного поля и некоторые параметры электрона, полученные в более ранней работе, где мы рассматривали электрон, как высокодобротный колебательный контур. Но в заметке мы пойдём более системным путём: сначала получим второе магнитное поле, как продолжение первого, на этом основнании этого разработаем рабочую модель электрона/протона, которая позволит объяснить его спин, решить известную проблему 4/3, и даже объяснить эксперимент Штерна-Герлаха. Конечно же, это будут в большей степени наши предположения, первоначально основанные на электротехнических экспериментах, но имеющие совпадения с реальными явлениями, описываемыми физикой.

Всё это может послужить основой для объяснения некоторых экспериментальных данных, полученных нашими исследователями в области свободной энергии, не укладывающихся в объяснения классической физики.

Необходимо заметить, что в данной работе мы не будем учитывать квантово-механические явления, хотя к некоторым из них в конце статьи вернёмся, подойдя с весьма неожиданной стороны. Также, здесь постараемся обойтись без абсолютных величин (этому нужно посвящать отдельную работу), но ограничимся их относительными соотношениями. Для простоты записи формул будем считать, что индукция магнитного поля зависит от времени: \(B = B(t)\).

Давайте проанализируем появление первого или классического магнитного поля (МП₁) в электродинамике. С её точки зрения, магнитное поле возникает из электрического, при движении заряда [1]. К слову, так же возникает и электрический ток, который, в свою очередь, формирует магнитное поле. Другими словами, МП₁ пропорционально первой производной по времени от вектора движения заряда: \[ B_I \sim {\partial r(t) \over \partial t} \tag{1.1}\] где: \(B_I\) — индукция МП₁, \(r(t)\) — вектор движения электрического заряда, \(t\) — время. Другими словами, когда электрический заряд покоится, то и магнитное поле отсутствует. Но как только он начинает своё движение, то МП₁ проявляется и становится пропорциональным скорости движения этого заряда. Обратим только ваше внимание на отсутствие значка вектора над этими величинами, так как направление движения нам сейчас не принципиально.

Вполне логично предположить, что второе магнитное поле (МП₂) будет пропорционально уже второй производной по времени от вектора движения заряда: \[ B_{II} \sim {\partial^2 r(t) \over \partial t^2} \tag{1.2}\] где: \(B_{II}\) — индукция МП₂. Можно сказать, что МП₂ не появляется, когда заряд покоится и даже, когда движется равномерно, с определённой скоростью, но возникает только тогда, когда заряд движется с ускорением. По этой же аналогии можно говорить о третьем, четвёртом, и т.д. магнитном поле, которому будет соответствовать третья, четвёртая и т.д. производная.

Эволюцию полей можно представить так. Классическое МП отличается от электрического поля определёнными свойствами, поэтому ему дали своё название и даже внесли в отдельный раздел физики. МП₂ также отличается от МП₁ своим набором свойств, присущих только ему. Поэтому вполне логично будет его также вынести в отдельную категорию и дать ему имя. Такое название ему дал Г. Николаев, назвав его скалярным полем. Он же впервые заметил, что МП₂ воздействует на биологические системы, на рост и развитие растений. На основе этих свойств нами были разработаны целительные скалярные катушки.

Исследователи свободной энергии знают, что для некоторых устройств требуется получить очень короткий электрический импульс, и чем его фронт или спад будут круче, тем лучше будут выходные параметры. Этой проблеме, например, посвятил много патентов Никола Тесла, экспериментируя с разрядниками. Но быстрое изменение потенциала и есть ускорение электрического поля, а значит, чем круче характеристики импульса, тем больше мы получаем на выходе МП₂. В нём может быть залог успеха так называемых сверхединичных устройств.

Нам, для дальнейших рассуждений, потребуются не абсолютные, а относительные значения: какая может быть величина МП₂ относительно МП₁. Это легко выполнить исходя из формул (1, 2): \[ B_{II} \sim {\partial B_I \over \partial t} \tag{1.3}\] То есть, МП₂ пропорционально изменению МП₁ во времени. В стационарном МП₁ не проявляется МП₂.

Очень интересным выводом из обобщённой электродинамики является появление зарядов в меняющемся во времени МП₂. Это следует из работ [2, 3 формула 10.9].

В этой работе мы не будем находить общую формулу для всех возможных случаев. Нас интересует, как эти два поля будут взаимодействовать в электроне, причём если рассматривать его, как аналог высокодобротного колебательного контура (подробности). Сам же электрон будем считать неподвижным относительно инерциальной системы отсчёта, в которой мы с вами находимся.

Для начала, можно вывести связь между первым и вторым МП. Мы предполагаем, что электрическое поле внутри электрона вращается и этим движением образует МП₁. Это прямо следует из наличия магнетона Бора [4]. А раз так, то при вращении этого поля возникает центробежное и центростремительное ускорение, что, по определению, является основанием для появления МП₂. Само же отношение между этими полями мы получили в формуле (3). Давайте теперь выведем коэффициент пропорциональности в этом выражении, исходя из этой работы. Очевидно, что он будет таким: \[ B_{II} = {r \over c} {\partial B_I \over \partial t} \tag{1.4}\] где: \(r\) — радиус вращения электрического заряда в электроне, \(c\) — скорость света. Пойдём дальше и предположим, что МП₁ изменяется по такому закону: \[ B_{I} = B_0 \sin(\omega t) \tag{1.5}\] Здесь \(B_0\) — амплитудное значение МП₁, \(\omega\) — круговая частота вращения поля в электроне. Тогда индукция МП₂, исходя из (4), будет такой: \[ B_{II} = {\omega r \over c} B_0 \cos(\omega t) \tag{1.6}\] Но по представленным здесь параметрам электрона \[ \omega r = c \tag{1.7}\] что в итоге приводит нас к следующей системе: \[ \begin{cases} B_{I} = B_0 \sin(\omega t) \\ B_{II} = B_0 \cos(\omega t) \end{cases} \tag{1.8}\] Мы пришли к тому, что в электроне МП₁ отличается от МП₂ на фазу в 90 градусов. Откуда мы получаем удельную энергию электромагнитного поля (формула 6) \[ w = {1 \over 2 \mu_0\mu} \left( B_I^2 + B_{II}^2 \right) = {B_0^2 \over 2 \mu_0\mu} \tag{1.9}\] которая полностью соответствует классическим представлениям [5]. Но в отличии от них здесь учтены оба поля!

А дальше — начинаются «чудеса», и раскрывается смысл некоторых выражений, вызывающих недопонимание у студентов радиотехнических вузов :) Например, смысл выражения волны (в данном случае магнитной) \[ B(t) = B_0 \exp(\mathbf{i} \omega t) \tag{1.10}\] согласно (8) раскрывается очень просто: его мнимая часть — это МП₁, а действительная — это МП₂. Так, к слову, можно компактно записать выражение (8), если вкладывать в него представленный нами смысл.

Формирующие векторы — это векторы, при помощи которых появляются МП₁ и МП₂. Они описаны и нарисованы в этой работе. Мы можем взять за их основу векторы электрического заряда (\(r_1, r_2\)), которые совершают вращательные движения друг относительно друга. Как их можно разместить для модели электрона? Мы знаем, что один из таких векторов должен вращаться, описывая окружность. Таким образом он создаёт МП₁. Но вращаясь, он также создаёт и МП₂ за счёт центробежного и центростремительного ускорения. Второй формирующий вектор, по логике, должен быть развёрнут относительно первого всегда на 90 градусов. Отсюда можно вывести три возможных модели внутреннего строения электрона (рис. 1).

В первой модели (рис. 1a), два отрицательных заряда \(q\) вращаются в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и, таким образом, удерживают друг друга образуемыми при вращении магнитными полями. Вторая модель (рис. 1b) кварковая и подойдёт не только к электрону, но и к протону [6]. В ней вращается только один отрицательный заряд, а два других, противоположных по знаку, находятся на оси этого вращения, и так же удерживаются магнитным полем первого заряда. Линейная скорость заряда равна скорости света, хотя за счёт возможного деффекта масс в реальности она может быть меньше. Абсолютные расстояния между зарядами, и их величину, на данный момент мы не рассматриваем, хотя в кварковой модели они в какой-то степени известны [6]. Следующая, третья модель, может иметь два или более зарядов, образуя принцип токамака (рис. 1c).

А теперь давайте проверим полученный результат исходя из этой работы. Для этого выпишем оттуда основные формулы: \[ B_I^2 = B_1^2 + B_2^2 + 2 B_1 B_2 \cos(\alpha) \tag{1.11}\] \[ B_{II}^2 = 4 B_1 B_2 \sin(\alpha/2)^2 \tag{1.12}\] Здесь: \(B_1, B_2\) — образующие вектора первого магнитного поля, \(\alpha\) — угол между ними. Нет никакой особенности между этими двумя векторами, поэтому примем их длину одинаковой, что приведёт нас к следующим выкладкам: \[ B_I^2 = 2 B_1^2\, (1 + \cos(\alpha)) \tag{1.13}\] \[ B_{II}^2 = 4 B_1^2 \sin(\alpha/2)^2 \tag{1.14}\] Учитывая, что угол \(\alpha\) всегда равен 90 градусов, ещё более упростим эти формулы: \[ B_I^2 = 4 B_1^2 \tag{1.15}\] \[ B_{II}^2 = 2 B_1^2 \tag{1.16}\] Ещё ра напомним, что мы здесь не рассматриваем абсолютные величины, только относительные. Если рассматривать квадрат индукции, который пропорционален энергии поля (формула 7), то получается интересная картина: энергия МП₁ в два раза больше энергии МП₂. Этот же результат получен в работе [7, формула 17]. Там же разбирается решение так называемой «проблемы 4/3» на основе таких соотношений. О решении этой проблемы при помощи энергии МП₂ рассказывает Г. Николаев в одном из своих интервью [8]. В нём также указывается, что энергия МП₁ должна быть в два раза больше энергии МП₂.

Представленная здесь модель электрона не ограничивается решением некоторых проблем электродинамики, но также позволяет заглянуть в некоторые вопросы квантовой механики.

1. Квантованный угловой момент электрона
Такие данные получили Штерн с Герлахом в результате поставленного эксперимента с магнитом, который отклонял электроны либо в одну, либо в другую сторону на одинаковый угол [9]. Для этого сам электрон должен иметь дискретный магнитный момент, либо дискретное значение магнитной индукции. Давайте посмотрим на формулу (15). Там представлен квадрат магнитной индукции МП₁. Если следовать всем правилам математики, то значение этой индукции в первой степени будет находиться так: \[ B_I = \pm 2 B_1 \tag{1.17}\] Обратите внимание на знак перед правым выражением: он может быть как плюсом, так и минусом с одинаковой вероятностью. Это означает, что в опыте [9] такие системы будут равноверятно отклоняться магнитом в одну, либо в другую сторону. К слову, для описания смещения вероятности в одну из сторон потребуется более сложный математический аппарат.

2. Спин электрона
Обратим наше внимание на формулу (12), из которой следует, что период в ней получается за два оборота угла \(\alpha\). Это и означает спин, равный ½ [10]. Здесь необходимо заметить, что спин образуется исключительно благодаря МП₂ и без него этот термин не имеет смысла.

Этот вопрос физики стараются обходить стороной, хотя казалось бы, здесь всё очевидно. Проблема в том, что электрон имеет свой магнитный момент, что точно доказано экспериментами [4]. Это означает, что заряд в электроне должен вращаться, превращая электрическое поле в магнитное, согласно основам релятивисткой электродинамики. Но при такой точке зрения рушатся все основы электростатики. Тем не менее, из этой ситуации существует довольно простой выход: второе МП, которое формируется в электроне, является источником электрического поля [3, формула 10.9].

Наша версия заключается в том, что заряд в электроне вращается, образуя, как и положено, магнитный момент. В то же время, вращение образует вокруг электрона и МП₂, которое по своим свойствам индукции ничем не отличается от поля электрического. Именно его мы, и наши приборы, воспринимаем, как электрический заряд. Во второй части мы поговорим об этом более подробно.