Послесловие к исследованию строения и свойств атома

Удивительно и странно не то, что электроны в электронных оболочках атомов образуют бозе-конденсат, а то, что мы до сих пор почему-то об этом «не догадывались» и соответственно не рассматривали этот фактор как основополагающий при построении теории атома!

Где же еще, если не в атоме, находится наиболее подходящее место для «конденсации» электронов? Ведь при «нормальных условиях», существующих вокруг нас, энергия теплового движения очень мала (порядка 0,03 эВ) в сравнении с той глубокой потенциальной «ямой» (это единицы, десятки и даже сотни эВ), в которой находятся электроны в составе атома. Многие десятки электронов «ютятся» в единицах кубических ангстремов объема атома!

Важно то, что вывод о «конденсации» электронов в электронных оболочках атомов следует непосредственно из анализа накопленных десятилетиями экспериментальных справочных данных, характеризующих свойства и строение атомов, чему, собственно, и были посвящены мои статьи [1-3].

Оказалось, что многоэлектронные оболочки атомов близки к сферической форме. Сумма потенциалов ионизации электронов такой оболочки соответствует (с учетом теоремы о вириале) энергии заряженной сферы того же радиуса с поверхностным зарядом, равным сумме зарядов всех электронов оболочки.

То есть, все электроны, принадлежащие одной оболочке, постоянно сосредоточены на общей для них сферической поверхности!

В то же время, самая первая ближайшая к ядру электронная оболочка всех атомов (кроме водорода), состоящая из двух электронов, является куперовской парой, лежащей в основании формирования всех последующих оболочек.

Эта «базовая» куперовская пара образует первую резонансную оболочку с главным квантовым числом, равным единице, то есть, содержащую один период. С хорошей точностью расчеты показали [2], что электроны «пары» располагаются симметрично с разных сторон от атомного ядра в пучностях резонанса (п=1) .

Следующим «сюрпризом», который принес анализ экспериментальных данных, оказались дробные главные квантовые числа, свойственные многим электронным оболочкам, как в невозбужденном состоянии, так и на возбужденных энергетических уровнях.

Например, в атоме лития главное квантовое число внешнего электрона в невозбужденном состоянии равно 8/5, а в возбужденных состояниях эта дробь «дополняется» рядом возрастающих на единицу дробных чисел: 13/5, 18/5, 23/5, 28/5, 33/5 и т.д. Такое гармоническое единство спектров наблюдается и у других атомов, что свидетельствует о возбуждении резонансов электронных оболочек на кратных гармонических составляющих . В совокупности с целочисленными значениями главного квантового числа «параллельные» последовательности дробных величин определяют спектральное многообразие атомов.

Все устройство атома оказывается основанным на резонансных взаимодействиях, включая процесс формирования собственно электронных оболочек в виде бозе-конденсата. Более того, многоэлектронные оболочки атомов имеют сферическую форму именно по той причине, что электроны, располагаясь на эквипотенциальных поверхностях, приобретают одну и ту же частоту и, таким образом, «встраиваются» в единый резонанс оболочки.

С другой стороны, любой резонанс, как известно, сопровождается интенсивным обменом энергией между разными частями резонирующей системы. Поэтому в резонансных электронных оболочках атомов также существует интенсивный внутренний обмен энергией (массой) между электронами . Этим объясняется наличие центробежной силы, уравновешивающей силу электростатического притяжения электронов к ядру атома.

Таким образом, электроны могут неподвижно зависать над ядрами атомов, что снимает известное противоречие, связанное с «неминуемым» падением вращающихся на орбитах (а, следовательно, излучающих) электронов на ядро.

Сложившаяся в результате исследования картина строения атома даже отдаленно не напоминает существующие ныне представления об устройстве атома с вероятностными орбиталями, «размазанными» по всему пространству.

Квантовая механика «наделила» микрочастицы вещества универсальными волновыми свойствами , которые на самом деле являются лишь одним из проявлений взаимодействия частиц друг с другом. Такое упрощение резко снизило возможности анализа, а разработанная на этой основе квантово-механическая теория атома фактически оказалась ложной. Она не может адекватно описать строение и свойства атома, так как не учитывает множества гармонических составляющих, формирующих электронные оболочки и спектральные характеристики атомов.

Неопровержимость полученных выводов, базирующихся на надежной экспериментальной основе, и та пропасть, которая обнаружилась между ними и существующей «умозрительной» теорией атома, говорят сами за себя.

Что же делать со всем этим? Отвернуться и не заметить уже не получится!

Однако главная трудность заключается не в том, что нужно переработать почти все, что касается теории атома. Основная проблема состоит в инерции мышления, в необходимости переосмысления сложившихся десятилетиями стереотипных представлений о микромире.

Ярким примером такого рода являются диаграммы Гротриана, на которых показаны возбужденные энергетические состояния атомов и переходы между ними (то есть, спектры атомов). Все энергетические уровни на этих диаграммах «вынужденно» помечены целочисленными значениями главного квантового числа, хотя большинство из них на самом деле являются дробными величинами.

Новая теория микромира должна базироваться на анализе реальных волновых и колебательных процессов, которые являются формой и способом существования мельчайших частиц материи.

Переход от «господства формализма» к осознанному анализу волновых и колебательных процессов микромира, несомненно, послужит мощным толчком для развития, как фундаментальной науки, так и прикладных исследований.

Кардинальная революционная ломка научных представлений в прошлом всегда была сопряжена с мощным всплеском исследований и с новыми достижениями в научно-техническом прогрессе. Нынешний «очередной» этап переосмысления природы микромира по своим последствиям может превзойти все предыдущие аналогичные «революции» в науке.

Новые подходы (в том числе, с учетом резонансных явлений в микромире), несомненно, помогут сдвинуть с «мертвой точки» создание экологически чистой энергетики, усовершенствовать методы получения химических соединений и материалов с заданными свойствами, разработать принципиально новые технологии получения высокотемпературных сверхпроводников и т.д.

Приведем здесь еще раз сформулированные на основе экспериментальных данных закономерности строения и свойств атома.

Законы формирования электронных оболочек атомов :

Закон 1. Электронные оболочки атомов являются резонансными образованиями, которые могут возбуждаться как на основной частоте, так и на гармонических составляющих. При этом главное квантовое число соответственно может принимать как целочисленные, так и дробные значения.

Закон 2. Многоэлектронные оболочки атомов имеют сферическую форму, вследствие чего сумма всех потенциалов ионизации оболочки соответствует (с учетом теоремы о вириале) энергии заряженной сферы такого же радиуса с зарядом, определяемым количеством электронов в оболочке.

Закон 3. В электронной оболочке атома электроны встраиваются в общий резонанс, теряя свои индивидуальные свойства, в результате чего электронная оболочка приобретает свойства бозе-конденсата.

Законы формирования атомных спектров:

Закон 1 : Спектр атома определяется резонансным взаимодействием возбужденных электронных состояний с колебаниями, создаваемыми атомным остовом, в результате чего формируется гармоническое единство и четко выраженная индивидуальность каждого атомного спектра.

Закон 2: Дробные значения главного квантового числа свидетельствуют о возбуждении электронных энергетических состояний на кратных гармониках и составляют, как правило, последовательности отличающихся на единицу простых дробей, определяющих (наряду с целочисленными значениями) гармоническую основу спектра атома.

Естественно, что приведенные выше формулировки закономерностей строения и свойств атомов связаны с контекстом статей, из которых они взяты. Поэтому при возникновении вопросов по трактовке или физической сущности этих закономерностей следует обращаться к самим статьям.

В заключение следует отметить, что исследование затронуло лишь самые общие вопросы, обозначив контуры будущей теории атома. Поэтому в ближайшее время количество работ, посвященных «резонансной физике микромира», несомненно, будет только увеличиваться.