Алышева М.П. Закономерности спонтанного упорядочивания структур на матрицах — уровнях самоорганизации:
Законы роста числа нейтронов в структурном составе нуклидов (кварковых кристаллов)

Содержание

Предисловие

Данная работа представляет собой сокращенный выпуск более объемной работы – обшей теории спонтанного упорядочивания структур в матрицах по уровням самоорганизации. Поскольку развитие происходит и по общим законам и по законам уровней самоорганизации, то рассматривается каждый уровень.

В данной работе рассматриваются первые три уровня – уровень самоорганизации кварков в структуры из двух кварков – образование структур мезонов, образование структур из трех кварков – образование структур барионов и образование структур более чем из трех кварков – образование кварковых кристаллов – моделей структур нуклидов.

Разработаны законы роста кварковых кристаллов – моделей структуры нуклидов как фрагмент структурной физики, которая в свою очередь является частью теории спонтанного упорядочивания структур по уровням самоорганизации.

Структурная физика как научное направление рассматривает не процессы и не те (явления) области, которые рассматривает традиционная физика, а лишь структуры различных объектов физики, законы образования структур, их связи и зависимость друг от друга. Законы образования – самоорганизации различного вида структур, относящихся к объектам, изучаемым физикой, а также к объектам, изучаемым химией, биологией и далее вплоть до самой сложной структуры – структуры человеческого мозга. Здесь рассматривается самоорганизация структур после Большого взрыва.

Структуры, находящихся на различных уровнях, подчиняются единым общим законам развития и законам образования структур на данном уровне. Основным законом самоорганизации, распространяющимся на структуры любого уровня является закон усложнения структур, наглядно проявляющийся в матрицах уровней – особых упорядоченных матрицах, каждая из которых соответствует определенному уровню самоорганизации и упорядочена в виде арифметических прогрессий. В этих матрицах изменение структур происходит монотонно в строках матриц, которые могут являться подуровнями, т.е. при переходе структуры от одного столбца к следующему и скачкообразно при переходах от предыдущей строки к следующей строке. Таков закон шагово-уровневой (монотонно-скачкообразной) самоорганизации.

Подчинение образования структур различных систем общим законам спонтанного упорядочивания и проявление их в упорядоченных матрицах позволит провести систематизацию структур. Примером такой систематизации является единственная систематизация – это разработанная гениальным русским ученым Д.И. Менделеевым Периодическая система химических элементов. Периодическая система выполнена в виде таблицы, легко превращаемой в любую из целого ряда матриц, в том числе в матрицу структур атомных ядер, матрицу структур электронных оболочек.

Но так же, как систематизация в виде матрицы (таблицы) химических элементов, может быть составлена систематизация всех нуклидов, размещаемых по периодам Периодической системы. Внутри этой матрицы в каждом периоде могут быть разработаны упорядоченные матрицы периодов с нуклидами, распределенными в матрицах по Периодам периодической системы. Такой подход позволяет найти закономерности образования структур нуклидов, создать периодическую систему нуклидов.

Работа включает 12 разделов:

Раздел 1 «Закон монотонно-скачкообразного развития материи, выражаемый на матрицах» рассматривает общий закон самоорганизации – закон монотонно-скачко¬об¬раз¬ного развития или шагово-уровневой самоорганизации, который отображается на матрицах развития. Структура sij, находящаяся в любом элементе, состоит из двух частей. Одна часть структуры sj наращивается монотонно и зависит от номера столбца j матрицы, а другая ее часть si изменяется скачкообразно – блоками и зависит от номера строки i.

В разделе 2 «Матрицы соответствия кристаллических структур атомных ядер и электронных оболочек» рассмотрены закономерности образования кристаллических структур нуклидов. Кристалл – модель атомного ядра состоит из разноименно заряженных кварков, находящихся в узлах кристаллической решетки. Упорядоченность наращивания кристаллов, выявляемая на матрицах, выражается в соответствии роста кварков арифметическим прогрессиям в строках и столбцах матриц, идентичных Периодической системе Д.И. Менделеева. Разработанные матрицы позволяют найти соответствие между изменениями структуры нуклидов и изменением состава электронной оболочки. Изменения в конфигурации электронных оболочек являются следствием изменений пространственных конфигурации кристаллов.

В разделе 3 «Законы образования кристаллов – моделей атомных ядер, определяющих подобие свойств» найден закон образования структур из кварков, заключающийся в том, что матрицы структур из кварков образуются в результате объединения двух матриц, одна из которых – транспонированная. Для структур нуклидов в первой матрице находятся только положительно заряженные кварки, увеличение которых происходит в строках и столбцах согласно арифметическим прогрессиям, в транспонированной матрице находятся только отрицательно заряженные кварки, у которых арифметические прогрессии поменяли строки на столбцы и наоборот. Найденные закономерности наращивания структур из кварков типовыми структурными группами в матрицах позволяют найти структуры подобия свойств нуклидов.

В разделе 4 «Законы роста числа избыточных нейтронов стабильных нуклидов» показано, как путем разделения всех стабильных нуклидов на группы, образованные четырьмя арифметическими прогрессиями из их массовых чисел, найдены законы роста числа избыточных нейтронов стабильных нуклидов. Рост числа избыточных нейтронов происходит в виде скачков, равных разности арифметических прогрессий. Такие скачки происходят между массивами, где роста числа избыточных нейтронов нет.

В разделе 5 «Представление законов роста числа избыточных нейтронов стабильных нуклидов на графах» упомянутые законы наглядно проиллюстрированы с помощью графов

Раздел 6 «Построение кварковых кристаллов – моделей атомных ядер для сопоставления их соединений» рассматривает закономерности построения кваркового кристалла как модели атомного ядра. Пространственная конфигурация кваркового кристалла диктует конфигурацию электронов и полное совпадение числа единичных кристаллических решеток и числа электронов в электронной оболочке. Повторение именно конфигурации кварковых кристаллов приводит к подобию свойств, поэтому именно определение вида кварковых кристаллов является решающим фактором при выявлении свойств полученных из них соединений. Стыковка кристаллов друг с другом приводит к изменению прочности соединений.

В разделе 7 «Закономерности роста числа избыточных нейтронов и массовых чисел нуклидов» показаны закономерности роста избыточных нейтронов и массовых чисел нуклидов. При помещении нуклидов в таблице, основанной на Периодической системе Д.И. Менделеева, на пересечении их массовых чисел и зарядовых чисел появляются ряды избыточных нейтронов, представляющие собой арифметические прогрессии, возрастающие по вертикали в каждом периоде и убывающие по горизонтали. Полученная арифметическая прогрессия избыточных нейтронов, размещаемая между периодами и рядами Периодической системы, создает матрицы периодов, состоящие также из арифметических прогрессий, но массовых чисел нуклидов, что позволяет найти закон роста массовых чисел.

В разделе 8 «Закон периодического роста числа нейтронов в структурном составе нуклидов» показано, что происходит периодическое накапливание числа нейтронов в упорядоченных матрицах периодов до образования устойчивого типового блока из числа нейтронов без изменения повторяющихся в структуре нуклидов, находящихся в каждом следующем периоде Периодической системы. Для выявления упорядоченного (не хаотичного) роста числа нейтронов в структурном составе нуклидов производится двойное их упорядочивание путем размещения нуклидов в особых матрицах – матрицах, состоящих из арифметических прогрессий, и размещения полученных матриц в периодах Периодической системы.

В разделе 9 «Законы образования кварковых кристаллов – моделей структур нуклидов» описана совокупность указанных законов, определяющих структуру кварковых кристаллов, порядок их формирования, расположение (ориентацию) кристаллических решеток, соответствие между кристаллическими решетками кварковых кристаллов и конфигурацией электронной оболочки.

В разделе 10 «Упорядоченный рост числа кварков в кварковых кристаллах – моделях структур нуклидов» показано, что рост числа кварков при построении кварковых кристаллов – моделей структур нуклидов, происходит не хаотично, а упорядоченно. Исследование и вывод закона роста и соотношения числа положительно и отрицательно заряженных кварков производится на особых, упорядоченных в виде арифметических прогрессий матрицах, соотнесенных к периодам Периодической системы.

В разделе 11 «Инверсия кварков в зеркально-симметричных кварковых кристаллах – моделях структуры нуклидов» показано, что в каждом периоде Периодической системы существуют пары нуклидов, модели которых – кварковые кристаллы – имеют зеркально-симметричное строение с инверсией кварков.

В разделе 12 «Периодическая система нуклидов» на основе разработанного автором общего закона развития материи – закона монотонно-скачкообразного развития или шагово-уровневой самоорганизации составлена периодическая система нуклидов в виде упорядоченных, состоящих из арифметических прогрессий матриц, соотнесенных с периодами периодической системы химических элементов. На основе упорядоченного роста массовых чисел нуклидов в Периодической системе сформулирован закон их роста. Показано, что Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева построена на вышеуказанном законе развития материи. Систематизация нуклидов по периодам с величиной наращивания структур, зависящей от величины периода, позволяет вывести закон периодического наращивания числа нейтронов в структурном составе нуклидов.

Книга предназначена для научных работников, преподавателей и аспирантов университетов.

Вопросы, предложения и мнения заинтересованных читателей просьба направлять в издательство и на адрес электронной почты автора marita.alva@yandex.ru.

Об авторе

Алышева Маргарита Петровна

Эксперт в области организации и самоорганизации в искусственных и естественных системах, в частности в приложении к технологическому оборудованию, прочности материалов и сплавов, сверхпроводимости, а в последние годы — более 40 лет — самоорганизации систем на низших уровнях (кварки, нуклиды). Результатом исследований в этой области явилась монография «Самоорганизация кварков в атомных ядрах в особые — кварковые кристаллы (модели атомных ядер с кристаллической структурой из кварков)», положения которой развиты в книге «Закономерности спонтанного упорядочивания структур на матрицах — уровнях самоорганизации» (М.: URSS).

За время своей работы М. П. Алышева встречалась и переписывалась с выдающимися учеными. В их числе — Н. Н. Боголюбов, А. П. Александров, Н. Н. Моисеев, Н. Г. Басов, А. Д. Линде, Е. П. Велихов, В. Л. Гинзбург, Б. З. Мильнер, М. И. Сетров, Стаффорд Бир.