Обращая свой взор в космос, мы с вами привыкли мечтательно говорить: а там – пустота! Конечно же, мы понимаем, что «пустота» – это только метафора. Ведь даже в школе нам говорят, что никакой пустоты не существует. В космическом пространстве тоже нет пустоты. В космосе есть ВАКУУМ. Мировая наука вот уже несколько сотен лет бьётся над пониманием природы и структуры вакуума. Некоторые попытки частично принесли результаты. Но до настоящего времени все они были фрагментарными и не очень поддавались систематизации. И вот на свет появилась уникальная работа, авторы которой впервые внятно попытались объяснить: как устроен вакуум.
Эта уникальная монография называется «Вакуум: концепция, строение, свойства». Издание выпущено Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Вычислительный центр им. А.А. Дородницына Российской академии наук. Рецензентами работы выступили доктор физико-математических наук Э.Р. Смоляков и доктор физико-математических наук А.А. Гурченков. Ответственный редактор – член-корреспондент РАН Ю.А. Флёров.
За комментариями к только что вышедшей монографии мы обратились к авторам исследования – Василию Васильевичу Дикусару и Андрею Александровичу Тюняеву.
– А.Б.: Василий Васильевич, почему идея вакуума вас заинтересовала?
– В.Д.: Больше века физики пытаются решить проблему среды, в которой распространяются электромагнитные волны, и которая оказывает влияние на другие физические процессы. В космосе эта среда влияет на характеристики летательных аппаратов, а также на параметры их траекторий. Поэтому в наш космический век поиски природы такой среды становятся с каждым днём всё актуальнее.
– А.Б.: Но ведь нас всегда учили, что в космосе, кроме пустоты, ничего нет?
– В.Д.: Почему же? Современные учёные уже привыкли к предмету своих исследований, который назвали физическим вакуумом. Уже открыты некоторые характеристики этого вида материи и дано соответствующее определение. Есть учёные, которые нащупали опытным путём некоторые характеристики структуры вакуума. Есть публикации на эту тему. По сравнению с количеством публикации в других областях физики, их не много, но они есть.
– А.Б.: А где вы, что называется, обкатывали свою модель?
– В.Д.: Опубликованная в монографии модель вакуума была представлена более чем на 25 специализированных научных конференциях и в виде отдельных статей издана в Трудах Вычислительного центра. Среди мест, где проводились конференции, следует отметить известные ядерные центры – это Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского (Обнинск), Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова (Гатчина), Научно-исследовательский центр «Курчатовский институт» (Москва), Российский федеральный ядерный центр, Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики (Саров), Институт физики твердого тела РАН (Черноголовка), Институт физики Земли РАН (Москва) и, естественно, Вычислительный центр имени А.А. Дородницына РАН (Москва).
– А.Б.: Как принималась ваша модель?
– В.Д.: С интересом. Профессионалы сразу видят не только многие достоинства и недостатки предлагаемой модели, но и почти мгновенно оценивают, насколько вообще она работоспособна. Наша модель работоспособна. Она учитывает все известные на сегодня данные о физическом вакууме. Поэтому-то основой для наших построений стали не только представления о закономерностях мира элементарных частиц, но и физики элементарных частиц, физики высоких энергий и конденсированного состояния, а также релятивистской физики и квантовой теории поля.
– А.Б.: Андрей Александрович, ваш коллега упомянул элементарные частицы, а я помню, что вы являетесь автором монографии «Периодическая система элементарных частиц». Эта система вами использовалась при создании модели вакуума?
– А.Т.: Периодическая система элементарных частиц не просто использовалась, она послужила основой для понимания многих процессов, происходящих в вакууме и в среде элементарных частиц. Периодическая система сделала мир элементарных частиц более понятным и более прозрачным – как в своё время Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева.
– А.Б.: А как же стандартная модель? Это не конкуренция?
– А.Т.: Нет. Никакой конкуренции нет. Потому что стандартная модель – это простой перечень всевозможных частиц, включая элементарные, неэлементарные и разные другие. В стандартной модели нет периодической систематизации. А Периодическая система элементарных частиц – это строгая система с математическим законом. В ней каждому месту соответствует своя уникальная элементарная частица и никакая более.
– А.Б.: Каковы основные результаты представляемой вами концепции вакуума?
– А.Т.: Во-первых, мы показали, что вакуум состоит из квантов. Дали название этому кванту – резон. Во-вторых, мы вычислили структуру кванта вакуума и показали, что резон является одним из состояний квазичастицы, названной нами ПСИОН. Эта квазичастица и есть совокупность элементарных частиц, частично известных науке, частично прогнозируемых. В-третьих, мы показали пространственную структуру вакуума. И, в-четвёртых, мы рассчитали физические характеристика кванта вакуума и вакуума в целом. Получилась довольно целостная картина.
– А.Б.: Так, как же устроен вакуум?
– А.Т.: Вакуум устроен довольно просто. Он состоит из квантов – резонов. Каждый квант состоит из сцепленной пары элементарных частиц – электрон плюс позитрон. Они движутся по параллельным орбитам так, что их магнитные моменты оказывают взаимное притяжение в паре. То есть каждый квант представляет собой одно электрическое кольцо. А весь вакуум состоит из таких колец, как трёхмерная кольчуга.
– А.Б.: А как происходит сцепление этих квантов? Почему они не сталкиваются?
– А.Т.: Хороший вопрос и самый главный. Именно из-за того, что на этот вопрос невозможно было ответить, учёные во времена Эйнштейна решили «закрыть» проект «вакуум». Дело в том, что в те времена не была известная ни сверхпроводимость, ни сверхтекучесть. А квант вакуума находится при абсолютном нуле. Он обладает сверхпроводимостью и сверхтекучестью. При сверхтекучести частицы и тела не могут столкнуться из-за соответствующих эффектов. На основе одного из них и сцеплены кванты вакуума в одно метаматериальное пространство.
– А.Б.: Этот вакуум – он связан как-нибудь с веществом?
– А.Т.: Если сказать просто, то вещество – это разогретый вакуум. То есть если кванту вакуума сообщить энергию, то на его месте рождается пара – электрон плюс позитрон. Это те же электрон и позитрон, которые входят в квант вакуума, но более «горячие». После своего рождения пара превращается в нейтрон, а затем в протон, то есть в ядро водорода. Далее, при последующем переоблучении рождаются остальные химические элементы.
– А.Б.: Где же такие процессы происходят?
– А.Т.: Процесс рождения вещества происходит в космическом объекте, которому присвоено название «Белая дыра». Такие объекты уже довольно давно известны учёным.
– А.Б.: Василий Васильевич, можно ли вакуум назвать антивеществом?
– А.Т.: Нет, нельзя. В процессе построения модели вакуума мы поняли, что антивещества в принципе не существует. Вакуум – это просто другое состояние обычного вещества. Сейчас именно это его качество довольно широко отражено: вакуум занимает низшее энергетическое состояние, при температуре абсолютного нуля. Квант вакуума отвечает вырожденному состоянию, находясь в сверхпроводящем и сверхтекучем состоянии, в результате чего он и обладает способностью проводить электромагнитные поперечные волны. Из-за сверхтекучих качеств резон не вступает в контакт с веществом.
