Глобальная взаимосвязь фундаментальных физических констант (стр. 2 из 2)

1. Фундаментальный квант действия h_u (h_u=7,69558071(63)•10^-37 J s).

1. Фундаментальный квант длины l_u (l_u=2,817940285(31)•10^-15 m).
2. Фундаментальный квант времени t_u (t_u=0,939963701(11)•10^-23 s).
3. Постоянная тонкой структуры  ( =7,297352533(27)•10^-3 )
4. Число  (=3,141592653589)

Размерные константы h_u, l_u, t_u следуют из классических представлений и являются константами классической теории [3 - 18]. Эти константы определяют физические свойства пространства-времени. Константы и определяют геометрические свойства пространства-времени (Рис.3). Фундаментальные физические константы оказались функционально зависимыми от суперконстант h_u, l_u, t_u, ,. Ниже, в качестве примера, показано как некоторые фундаментальные константы связаны с универсальными суперконстантами. Общность фундаментальных физических констант состоит в том, что в основе всех констант лежит весьма ограниченное количество первичных констант. Таких первичных констант всего пять [3-5]. Функциональные зависимости у основных фундаментальных физических констант следующие:

-элементарный заряд e:e=f(hu,lu,tu);

-масса электрона m_e: me=f(hu,lu,tu);

-постоянная Ридберга R_oo : R_oo=f(lu,,);

-гравитационная постоянная G : G=f(hu,lu,tu,, );

-отношение масс протона-электрона m_p/m_e : m_p/me=f(, );

-постоянная Хаббла H : H=f(tu,, );

-планковская масса mpl : mpl=f(hu,lu,tu,, );

-планковская длина lpl : lpl=f(lu,, );

планковское время tpl : tpl=f(tu,, );

-квант магнитного потока Фo : Фo=f(hu,lu,tu,, );

-магнетон Бора _B : _B=f(hu,lu,tu,, (?-у автора пропущена) ).

Из приведенных зависимостей видно, что наименее сложными константами являются h, c, R_oo, m_p/m_e. Это указывает на то, что константы h, c, R_oo, m_p/m_e наиболее близки к первичным константам.

Использование суперконстантного базиса позволяет получить все основные фундаментальные физические константы расчетным путем. В этом состоит уникальность суперконстантного базиса.

Некоторые фундаментальные константы, полученные расчетным путем, по точности на несколько порядков превосходят их экспериментальные значения. Это относится к константам G, m_pl, l_pl, t_pl, H и др.

Точность констант G, m_pl, l_pl, t_pl, H удалось “подтянуть” до уровня точности констант h,Ф_о,e,_B,m_e.

Подробнее об этом можно прочитать в [3-18].

Рис.3.Универсальные суперконстанты

Суперконстанты из группы hu,lu,tu,, в различных комбинациях от двух до пяти констант дают возможность получить все известные фундаментальные физические константы. Такой подход с акцентом на проблемы происхождения с первых шагов своего становления позволил получить из чисто классических соображений важнейшую физическую константу – постоянную Планка [6,17,18]. Особый интерес представляет соотношение для гравитационной постоянной Ньютона (G), с помощью которого значение этой константы определено с точностью, на несколько порядков превышающей её экспериментальное значение. Выявленная составная сущность гравитационной постоянной Ньютона заставляет с принципиально иных позиций подходить к преблеме квантовой гравитации [10].

На рис.4 показана диаграмма, отражающая точность констант , полученных расчетом на основе суперконстант h_u,l_u,t_u,, . Как видим, различие точности между константами стало намного меньше.

Выявленная глобальная взаимосвязь между фундаментальными физическими константами позволяет указать путь, который позволит определить практически все фундаментальные константы с предельно высокой точностью. Этот предел уже задает беспрецедентная точность константы ридберга R_oo(7,6х10^-12 ). Есть возможность приблизить точность других констант к точности постоянной Ридберга. Для этого необходимо с высокой точностью определить только две константы. Одна из них – постоянная тонкой структуры. Эту константу необходимо определить с точностью 10^-12 - 10^-13. Другая константа – одна любая константа из группы: h, e, m_e. Ее необходимо определить с точностью близкой к точности постоянной Ридберга. В этом случае все другие фундаментальные константы можно будет получить

Рис.4. Точность констант, полученных на основе суперконстант h_u,l_u,t_u,, .

математическим расчетом с большой точностью не хуже, чем точность R_?. Ожидаемую точность иллюстрирует рис.5.

Таким образом, только две константы сейчас требуют к себе особого внимания – это постоянная тонкой структуры и одна константа из группы h, e, m_e. В дальнейшем только три константы будут требовать внимания исследователей - R_oo , , и одна константа из группы ( h, e, m_e). Их будет вполне достаточно, чтобы с большой точность знать все другие физические константы.

5. ПРИНЦИПЫ СУПЕРКОНСТАНТНОЙ ДОСТАТОЧНОСТИ

Проведенные исследования фундаментальных констант позволили сформулировать два новых физических принципа – принцип (hu,lu,tu,,)-достаточности и принцип (,)-достаточности. Они получили название: принципы суперконстантной достаточности. Эти принципы определяют самодостаточность суперконстантного базиса для построения физических теорий.

Первый принцип суперконстантной достаточности формулируется следующим образом:

"Значения размерных фундаментальных физических констант можно получить теоретическим расчетом с использованием группы универсальных суперконстант hu,lu,tu,,".

Второй принцип суперконстантной достаточности формулируется следующим образом:

"Все безразмерные фундаментальные физические константы можно получить теоретическим расчетом с использованием двух суперконстант  и ".

Рис. 5. Ожидаемая точность констант.

6. ТЕОРЕМЫ НЕЗАВИСИМОСТИ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ СУПЕРКОНСТАНТ

Приведем следующие теоремы, которые относятся к универсальным суперконстантам.

Теорема1: “Никакой комбинацией размерных универсальных суперконстант нельзя получить безразмерные константы”

Теорема2: “Никакой комбинацией безразмерных универсальных суперконстант нельзя получить размерные константы”

Теорема3: “Ни одна универсальная суперконстанта не может быть получена комбинацией из других суперконстант”

Размерные универсальные суперконстанты отражают физические свойства пространства-времени.

Безразмерные универсальные суперконстанты отражают геометрические свойства пространства-времени.

Таким образом, подттверждается подход А.Пуанкаре, согласно которому утверждается дополнительность физики и геометрии [ ]. Согласно этому подходу в реальных экспериментах мы всегда наблюдаем некую “сумму” физики и геометрии. Универсальные суперконстанты своим уникальным соотношением геометрических и физических констант подтверждают это.

7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выявленная глобальная взаимосвязь и взаимозависимость фундаментальных физических констант создают благоприятную почву для решения многих фундаментальных проблем физики.

Большие возможности, которые открывает суперконстантный базис, а также первичный, универсальный статус суперконстант, позволяют выделить суперконстанты в отдельный класс фундаментальных физических констант.

По моему мнению, в перечне фундаментальных физических констант целесообразно выделить новый раздел: "Универсальные суперконстанты":

N	Quantity	Symbol	Value
1	Fundamentalquantum	hu (h-с чертой)	7.69558071(63)e-37 J s
2	Fundamentaltime	tu	0.939963701(11)e-23 s
3	Fundamentallength	lu	2.817940285(31)e-15 m
4	Fine-structure constant		7.297352533(27)e-3
5	Pi		3.141592653589...

По моему мнению, эти пять универсальных суперконстант в будущем смогут заменить собой большой перечень электромагнитных констант, универсальных констант, атомных и ядерных констант и стать основой новых физических теорий вакуума, полей, элементарных частиц и гравитации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гинзбург В.Л. УФН,N4, т. 169, 1999.

2. Peter J. Mohr and Barry N.Taylor. CODATA Recommended Values of the FundamentalPhysicalConstants: 1998 ; WWW.Physics.nist.gov/constants . Constants in the category "All constants"; Reviews of Modern Physihs, Vol72, No. 2, 2000.

3. Косинов Н.В. Физический вакуум и гравитация. Физический вакуум и природа, N4, 2000.

4. Косинов Н.В. Законы унитронной теории физического вакуума и новые фундаментальные физические константы. Физический вакуум и природа, N3, 2000.

5. Kosinov N. Five FundamentalConstants of Vacuum, Lying in the Base of allPhysicalLaws, Constants and Formulas. PhysicalVacuum and Nature, N4, 2000.

6. Косинов Н.В. Электродинамика физического вакуума. Физический вакуум и природа, N1, 1999.

7. Косинов Н.В. Вакуум-гипотеза и основные теоремы унитронной теории физического вакуума. Физический вакуум и природа, N2, 1999.

8. Косинов Н.В. Эволюция представлений о вакууме в физике. Физический вакуум и природа, N3, 2000.