Под слабыми
взаимодействиями обычно подразумевают процессы
с участием одной из самых загадочных
элементарных частиц - нейтрино. У нейтрино нет
массы и заряда, а имеется только спин -
собственное вращение. Эта частица не переносит
ничего, кроме вращения. Таким образом, нейтрино
представляет собой одну из разновидностей
динамического торсионного поля в чистом виде.
Простейшим из процессов, в
котором проявляются слабые взаимодействия
является распад нейтрона (нейтрон неустойчив и
имеет среднее время жизни 12 мин) по схеме:
n ® p+ + e- + v
где p+ - протон, e-
- электрон, v - антинейтрино. Современная
наука считает, что электрон и протон
взаимодействуют между собой по закону Кулона как
частицы, имеющие противоположные заряды. Они не
могут образовать долго живущую нейтральную
частицу - нейтрон с размерами порядка 10-13
см, поскольку электрон под действием силы
притяжения должен мгновенно «упасть на протон».
Кроме того, даже если и возможно было бы
предположить, что нейтрон состоит из
противоположно заряженных частиц, то при его
распаде должно было бы наблюдаться
электромагнитное излучение, что привело бы к
нарушению закона сохранения спина. Дело в том,
что нейтрон, протон и электрон имеют спин +1/2 или
-1/2 каждый.
Предположим, что
первоначальный спин нейтрона был равен -1/2. Тогда
суммарный спин электрона, протона и фотона тоже
должен бы быть равен -1/2. Но суммарный спин
электрона и протона может иметь значения -1, 0, +1, а
у фотона спин может быть -1 или +1. Следовательно,
спин системы электрон-протон-фотон может
принимать значения 0, 1, 2, но не как -1/2.
Решения уравнений вакуума
для частиц, обладающих спином, показали, что для
них существует новая константа rs
- спиновый радиус, которая описывает
торсионное поле вращающейся частицы. Это поле
порождает торсионные взаимодействия на малых
расстояниях и позволяет по-новому подойти к
проблеме образования нейтрона из протона,
электрона и антинейтрино.
На рис. 27 представлены
качественные графики потенциальной энергии
взаимодействия обладающего спином протона с
электроном и позитроном, полученные из решения
вакуумных уравнений. Из графика видно, что на
расстоянии порядка
rs = |re|/3 = 1,9x10-13 см.
от центра протона существует
«торсионная яма», в которой может достаточно
долгое время находиться электрон, когда он
совместно с протоном образует нейтрон. Электрон
не может упасть на вращающийся протон, поскольку
торсионная сила отталкивания на малых
расстояниях превосходит кулоновскую силу
притяжения. С другой стороны, торсионная добавка
к кулоновской потенциальной энергии обладает
аксиальной симметрией и очень сильно зависит от
ориентации спина протона. Эта ориентация задана
углом q между
направлением спина протона и радиусом-вектором,
проведенным в точку наблюдения,
Ha рис. 27 ориентация
спина протона выбрана так, что угол q равен нулю. При угле q = 90° торсионная добавка
обращается в нуль и в плоскости,
перпендикулярной направлению спина протона,
электрон и протон взаимодействуют по закону
Кулона.
Существование торсионного
поля у вращающегося протона и торсионной ямы при
взаимодействии протона и электрона позволяет
предположить, что при «развале» нейтрона на
протон и электрон происходит излучение
торсионного поля, не имеющего заряда и массы и
переносящего только спин. Именно этим свойством
обладает антинейтрино (или нейтрино).
Из анализа потенциальной
энергии, изображенной на рис. 27, следует, что
когда в ней электромагнитное взаимодействие
отсутствует (re = 0) и
остается только торсионное взаимодействие (rs
№ 0), то потенциальная энергия
обращается в нуль. Это означает, что свободное
торсионное излучение, переносящее только спин,
не взаимодействует (или взаимодействует слабо) с
обычной материей. Именно этим, по-видимому,
объясняется наблюдаемая высокая проникающая
способность торсионного излучения - нейтрино.
Рис. 27. Потенциальная энергия взаимодействия спинирующего протона, полученная из решения вакуумных уравнений: а) - электрона с протоном при |re|/rs, б) - то же с позитроном.
Когда электрон находится в «торсионной яме» вблизи протона его энергия отрицательна. Чтобы произошел распад нейтрона на протон и электрон, необходимо, чтобы нейтрон поглотил положительную торсионную энергию, т.е. нейтрино согласно схеме:
v + n ® p+ + e-
Эта схема полностью аналогична процессу ионизации атома под действием внешнего электромагнитного излучения g
g + a ® a+ + e-
где a+
- ионизированный атом и e- -
электрон. Разница состоит в том, что электрон в
атоме находится в кулоновской яме, а электрон в
нейтроне удерживается торсионным потенциалом.
Таким образом, в теории
вакуума существует глубокая связь между
торсионным полем и слабыми взаимодействиями.