Закон возрастания энтропии ставит под сомнение долгосрочную стабильность высокоупорядоченных систем вращающихся электронов с большой энергией. Несмотря на внешние воздействия, поддерживающие упорядоченность, система со временем стремится к состоянию с большей энтропией, что может приводить к переходу электронов на более низкие уровни или их захвату ядром.
Если бы электрический ток состоял из электронов — это приводило бы к разрушению проводников, например как при водородном охрупчивании.
Водородное охрупчивание (англ. Hydrogen embrittlement) — процесс охрупчивания и разрушения некоторых металлов вследствие воздействия атомарного водорода. Наиболее подвержены водородному охрупчиванию высокопрочные стали, а также сплавы титана и никеля. Водород может попадать в расплавленный металл и оставаться в нём (в перенасыщенном состоянии) после затвердевания.
Диффузия водорода в твёрдый металл может происходить при повышенных температурах (тепловая обработка, сварка), при гальванизации, при коррозии и декапировании. Точный механизм водородного охрупчивания неизвестен, одним из объяснений может являться рекомбинация атомарного водорода в молекулярный на дислокациях и нанопорах с сопровождающим этот процесс резким возрастанием давления и последующим зарождением трещин в металле. Во многих случаях водородное охрупчивание — обратимый процесс, и если растрескивание ещё не началось, водород может быть удалён из металла посредством отжига.
В ПЭМ заряд ядра равен нулю и все «валентные» электроны упали на ядро.
ПЭМ объясняет магнитные свойства вещества через магнитное поле, возникающее из наложения гравитационного и электрического полей. Ключевую роль играет мюонный мезон внутри электрического заряда позитрона или электрона, обладающий гравитационным зарядом.
ПЭМ указывает, что существующие модели сильного и слабого взаимодействий (если они вообще есть) не объясняют широкий спектр явлений из-за ограниченного радиуса действия. В отличие от них, ПЭМ постулирует дальнодействующее взаимодействие, способное объяснить стабильность ядра, образование валентных связей и макроскопические явления, например, северное сияние.
В ПЭМ заряд протона немного меньше заряда электрона из-за поглощения части заряда позитрона мюонными мезонами и керном из гамма-частицы (дефект заряда — обеспечивает устойчивость позитрона и керна) что приводит к небольшому отрицательному заряду ядра. Этот эффект способствует отталкиванию между атомами атомы просто не падают друг на друга.
Ядро — система из восьми постоянных магнитов (мюонных мезонов). Одноимённые полюса отталкиваются, разноимённые — притягиваются, формируя валентные связи, число которых может достигать восьми.
Противоположные мюонные мезоны в мезонной шубе расположены на осях через керн, формируя магнитные полюса «юг» и «север» в зависимости от компоновки ядра.
Мощность магнитного поля пропорциональна производной электрического поля.
При отсутствии кинетической энергии позитрон притягивает электрон, а керн отталкивает его, создавая устойчивое равновесие. Радиус керна — 0,25 фм, радиус электрона — 0,833 фм, суммарно ~1,083 фм. Электрон образует связи с мюонными мезонами, формируя электронный мюон.
В ПЭМ ток переносится не движением электронов, а колебаниями полей электронов и позитронов под действием внешнего поля. Колебания изменяют расстояние электрона от протона и магнитный заряд протона. Магнитное поле рассматривается как статическая величина, не передающаяся по проводнику.
В ПЭМ образование кристаллов определяется балансом кулоновского отталкивания ядер (из-за их небольшого отрицательного заряда) и притяжения между магнитными полюсами на поверхности ядра. Этот баланс достигается на расстояниях порядка 0,15 фм и определяет геометрию кристаллической решётки.
Например, в NaCl кубическая структура повторяет структуру мезонной шубы протона.
В ядрах углерода, кремния и германия наблюдается баланс между северными и южными магнитными полюсами (4 положительных и 4 отрицательных), что связано с образованием стабильных тетраэдрических структур, где угол между связями составляет 109,47°.
Октаэдр является двойственным многогранником к кубу: вершины октаэдра соответствуют центрам граней куба, и наоборот. Это геометрическое свойство отражается в углах между вершинами октаэдра, которые совпадают с рассчитанными углами в структуре протона — 70,53°, 109,47° и 180°.
Мезонная шуба протона имеет структуру, тесно связанную с кубом и октаэдром. Если мюонные мезоны располагаются так, что образуют кубоподобную структуру, углы между ними будут соответствовать углам октаэдра. Это обеспечивает симметрию и устойчивость внутренней конфигурации частицы.
Полное усечение тетраэдра: альтернативный способ получить октаэдр, подчёркивающий его связь с более простыми геометрическими формами.
Квадратная бипирамида: октаэдр можно представить как квадратную бипирамиду, что отражает трёхмерную систему координат — квадрат задаёт двумерную координатную сетку, а две пирамиды сверху и снизу добавляют третье измерение.
Треугольная антипризма: подчёркивает связь октаэдра с четырёхмерными структурами, поскольку антипризмы часто встречаются в геометрии высших измерений.
В рамках ПЭМ протон и нейтрон рассматриваются как восьмиполюсные однополярные магниты, расположенные на осях четырёхмерной системы координат. Компоновка этих осей определяет результирующую магнитную полярность ядра.
Кубическая структура мезонной шубы в сочетании с октаэдрическими углами и расположением на осях четырёхмерной системы может указывать на более сложную, возможно многомерную природу сильного взаимодействия и формируемую им магнитную структуру адронов.
В известной молекуле воды угол между атомами водорода около 104,45° (104°27′), что обусловлено сильным смещением электронных облаков к атому кислорода из-за разницы электроотрицательностей. Аналогично, в ПЭМ атомы водорода (валентные мюоны) сильно смещены в сторону кислорода, что может быть связано с геометрией двойственных многогранников.
Углы между вершинами октаэдра — 70,53°, 109,47° и 180° — совпадают с рассчитанными углами в структуре протона и с углами валентных связей в молекулах. Например, угол 109,47° — это известный тетраэдрический угол, характерный для ковалентных связей в органической химии.
Связь между геометрией многогранников и атомными связями проявляется в нескольких ключевых особенностях:
Координационная геометрия атомов
В химии и кристаллографии атомы в молекулах и кристаллах образуют определённые геометрические конфигурации, которые часто соответствуют многогранникам. Например, шесть лигандов вокруг центрального атома могут располагаться в октаэдрической геометрии, четыре — в тетраэдрической и т.д.
Такие многогранники отражают оптимальное расположение соседних атомов или ионов, минимизируя энергию системы и обеспечивая устойчивость связей.
Геометрия многогранников определяет углы между связями. Например, тетраэдрический угол около 109,5° соответствует углам в молекулах с четырьмя валентными связями (например, в метане), а октаэдрическая геометрия — углам 90° и 180° (например, в комплексах с координационным числом 6).
Эти углы влияют на свойства молекул, такие как полярность, реакционная способность и стабильность.
Механизмы образования и типы связей в ПЭМ
Валентные связи в ПЭМ характеризуются расстояниями между ядрами/атомами порядка нескольких фемтометров (фм), что существенно меньше классических химических расстояний (~ангстремы). Это предполагает ядерно-квантовую природу валентных связей, возможно, обусловленную мюонными мезонами и позитронными полями.
Связи, определяющие агрегатное состояние (жидкость, твердое тело):
Отталкиванием из-за дефекта заряда в протоне (кулоновское отталкивание).
Притяжением за счет магнитных зарядов (магнитное притяжение, связанное с мюонными мезонами).
Точка равновесия этих сил находится примерно на расстоянии 0,15 ангстрем (1.5 пм). Изменение давления смещает эту точку, вызывая фазовые переходы (например, превращение алмаза в графит).
В кристаллах координационные многогранники описывают окружение атомов и ионов, что позволяет понять структуру и свойства твердых тел. Например, кубическая структура NaCl — это чередование ионов в октаэдрической координации.
Для описания геометрии вокруг атома используются полиэдрические символы (ИЮПАК, IUCr), которые связывают химическую формулу с конкретной многогранной координацией.
Таким образом, геометрия многогранников служит фундаментальной основой для понимания и предсказания пространственной организации атомных связей, их стабильности и физических свойств молекул и кристаллов.
Позитронно-электронная модель предлагает альтернативное объяснение магнитных свойств вещества, основанное на статичном взаимодействии фундаментальных полей и структуре адронов. Магнитное поле в этой модели возникает как результат наложения гравитационного и электрического зарядов и представляет собой дальнодействующее взаимодействие, необходимое для объяснения широкого спектра явлений — от стабильности атомного ядра до макроскопических эффектов, таких как северное сияние.
Кубическая геометрия мезонной шубы и её связь с октаэдром позволяют предположить более сложную, возможно многомерную структуру протона и нейтрона, определяющую их магнитные свойства. Учет расположения мезонов на осях, связь мощности магнитного поля с производной электрического поля, разница зарядов протона и электрона, а также роль магнитных взаимодействий в формировании валентных связей расширяют понимание межатомных взаимодействий в рамках ПЭМ.