Rekviem pro konstantu Alfa

REKVIEM PRO KONSTANTU ALFA

Abstract. R.Bican : The Requiem for Alpha Constant

The value of fine structure constant Alpha is one. Present value of elementary charge e is bad.

1.ÚVOD

Na úvod jsem pro své čtenáře připravil fyzikální hádanku. Pokud ji sami nevyřešíte, nepřeskakujte prosím její řešení, bude se vám za chvíli hodit.

Hádanka: Víte, jak se na první pohled pozná chybný základní fyzikální zákon?

Nevíte? Dobře, já vám to prozradím. Řešení hádanky následuje, čte se úplně odzadu:

„ .ecanibmok hcijej ékaT. íP olsíč oben ukčimso oben ukjovd ejuhasbo nokáz ývokaT „

Prosím, hlavně studenty, aby s touto znalostí nepřekvapovali u zkoušky z fyziky své pedagogy. Nemuselo by se vám to vyplatit. Ne všichni čtou články na internetu.

Pro názornost vám uvedu příklady:

….............................F_el = Q₁ x Q₂ / 4 x π x ε₀ x R² …............................................................................(1)

….............................R_ik – g_ik x R x ½ = T_ik x 8 x π x G / c⁴ …................................................................(2)

….............................F_mg = μ x I² / 2 x π ….............................................................................................(3)

….............................α = e² / 2 x h x c x ε₀ …...........................................................................................(4)

Některou z těchto rovnic resp. zákonů určitě poznáváte.

V tomto článku se budu zabývat rovnicí (4).

Alfa je tzv. „ konstanta jemné struktury “. Čtenář, který pozorně přečetl řešení hádanky apriori ví, že samotný vzorec je chybný, neboť obsahuje číslo dvě, které máme na indexu. Oproti znění Bičanovy věty o konstantách [ 1 ] se konstanta jemné struktury α prohřešuje hned třikrát. Za prvé vzorec obsahuje číslo dvě , za druhé renomovaní fyzici tvrdí, že převrácená hodnota čísla α má hodnotu 137, přičemž toto číslo vychází z rovnice rozměrů jako bezrozměrné a za třetí skutečné samostatné matematické číslo, které vystupuje v rovnice má hodnotu 68,5.

Bičanova věta o fyzikálních konstantách říká mimo jiné, že …....Bezrozměrná fyzikální konstanta má hodnotu jedna. Ve správném řešení konstanty α, kterého se dopracujeme později, vám to ukážu a připomenu.

Na konstantu jemné struktury přišel poprvé Arnold Sommerfeld v roce 1916. Rázem se všem fyzikům konstanta α zalíbila natolik, že o ní bylo od té doby napsáno několik knih a nepřeberné množství článků. Fyzikové nad konstantou jemné struktury nejraději sní, co by bylo, kdyby bylo. Existují i vědecké práce na téma určit hodnotu této konstanty na jedenáct platných míst nebo práce na téma jak se mění její hodnota v čase.

Abych vám dokázal své tvrzení z podtitulku tohoto článku, že fyzikové si skutečně myslí, že .....1 kg podělený 1 kg se rovná číslu 137.., rozeberu rovnici (4), resp.(5) podrobněji.

Budu pracovat s převrácenou hodnotou konstanty α , tedy s rovnicí (5):

..................... β = 1/ α = 2 x h x c x ε₀/ e² …..................................................................................(5)

V této úpravě by číslo β po dosazení konstant vycházelo přímo v hodnotě 137.

Nejprve si zadáme hodnoty v současnosti platných konstant, uvedených ve vzorci (5).

…............................h = 6,6261E-34 kg x m² x s^-1 …..................konstanta Planckova,

........................... c = 2,9979E+08 m x s^-1 ................................ konstanta rychlosti světla ve vakuu,

…...........................ε₀ = 8,8542E-12 A² x s⁴ x kg^-1 x m^-3 …........konstanta permitivity vakua,

…...........................e = 1,6022E-19 A x s …...............................konstanta elementárního náboje.

Číselné hodnoty těchto konstant dosazené do rovnice (5) skutečně dávají číslo β = 137.

Nyní se zaměřím na rovnici rozměrů. Po dosazení rozměrů a po matematických úpravách dostávám:

…....................β [ ( kg * m² * s^-1 ) x ( m* s^-1 ) x ( A² * s⁴ * kg^-1 * m^-3 ) x ( A^-2 * s^-2 ) ] =

=[ (kg * kg^-1 ) x (m² * m * m^-3 ) x ( s^-1 * s^-1 * s⁴ * s^-2 ) x ( A² * A^-2 ) ] = [ 1kgx 1kg^-1 ] = [ 1kg / 1kg ] = 1

V této rovnici rozměrů se všechny výrazy v závorkách pokrátí a konstanty β, α jsou „bezrozměrné“.

Můžu si však dovolit nepokrátit všechny jednotky, takže hodnota předposledního výrazu v rozměrové rovnici [ 1kg / 1kg ] má skutečně význam …. 1kg podělený 1kg.............. , jak bylo použito v textu podtitulku článku.

Až potud to vypadá, že úplnou pravdu má A. Sommerfeld, že 1kg podělený 1kg dává číslo 137.

Ve skutečnosti to dokazuje pouze to, že v rovnici ( 5 ) je chyba v hodnotách konstant h , ε₀, e . Takže pan Sommerfeld již před devadesáti lety mohl přijít na to, že některá z konstant nebo i více konstant mají nesprávně stanovenou hodnotu.

2. NOVÁ HODNOTA KONSTANTY ELEMENTÁRNÍHO NÁBOJE e

Předpokládejme, že chybnou je konstanta e. Je to konstanta odvozená. Novou hodnotu konstanty elementárního náboje e nemusím tedy určovat přeměřením nebo novými experimenty. Lze to udělat i velmi jednoduše.

Podle již zmíněné Bičanovy věty o základních konstantách uvedené v práci „Tvorba fyzikálních konstant“ [ 1 ], platí:

"Soustava elementárních fyzikálních veličin Bičan-Planck, která vychází z několika základních přírodních konstant, dává základní, odvozené jednotky a konstanty. Bezrozměrná fyzikální konstanta má pak hodnotu jedna“.

Z práce [1] – Tvorba fyzikálních konstant, z tabulky soustava jednotek Bičan-Planck, převezmeme dvě hodnoty základních jednotek a to hodnotu jednotky elektrického proudu I a hodnotu jednotky pro čas T:

….................................... I = 2,6944E-13 [ A ].............................................................................(6)

….....................................T = 4,9221E-06 [ s ]............................................................................(7)

A podle algoritmu pro tvorbu fyzikálních konstant, který je uveden také v práci [1] je odpovídající hodnota konstanty elementárního náboje:

..................................e = [ A x s ] = 2,6944E-13 x 4,9221E-06 = 1,3262 E-18 C.

3. NEEXISTENCE KONSTANTY JEMNÉ STRUKTURY ALFA

Známe novou hodnotu konstanty elementárního náboje e = 1,3262E-18 C, a můžeme opět dosazovat hodnoty fyzikálních konstant do vzorce (5). V úvodu jsem řekl, že vám připomenu, že číslo dvě nepatří do správného základního fyzikálního zákona. Číslo dvě vynechám a rovnice (5) pro výpočet konstanty β má nyní správný tvar:

…......................................................β = 1 / α = h x c x ε₀ / e² …..........................................................(8)

........ β = 1 / α = 6,6261 x 10^-34 x 2,9979 x 10⁸ x 8,8542 x 10^-12 / (1,3262 x 10^-18 )² = 1 .............(9)

Po dosazení hodnot konstant h, c ,ε₀ ,e ,má konstanta jemné struktury α hodnotu jedna. Což bylo dokázat. Bezrozměrná fyzikální konstanta má hodnotu jedna.

Žádná „konstanta jemné struktury“ , jako bezrozměrné číslo ALFA, jehož převrácená hodnota BETA je číslo 137, neexistuje, nebo chcete-li, existuje, ale pak má hodnotu přesně jedna, viz rovnici (9).

ROVNICE ZÁKLADNÍCH FYZIKÁLNÍCH KONSTANT

Definice:

Základní fyzikální konstantou je taková fyzikální konstanta, která vyhovuje Bičanovu algoritmu pro tvorbu fyzikálních konstant.

Lemma 1:

„Rovnice základních fyzikálních konstant jsou takové rovnice, které obsahují pouze fyzikální konstanty nebo fyzikální konstanty a číslo jedna.“

Jsou to užitečné rovnice. Jednu z konstant vystupující v rovnici můžeme určit z rovnice výpočtem, nebo při znalosti hodnot všech konstant ověřit jejich přesnost a platnost.

K rovnicím základních fyzikálních konstant patří i rovnice ( 8 ), zde je uvedena jako třetí rovnice konstant.

První rovnice základních fyzikálních konstant :

.......................................kR = kB x kA..............[ J x mol^-1 x K^-1 ]...................................................( 10 )

kde,

změřená hodnota Boltzmannovy konstanty ...........kB = 1,3807E-23 .... [ J x K^-1 ] ,

určená hodnota Avogadrovy konstanty...................kA = 6,0221E+23.....[ mol^-1 ] ,

součin konstant kB x kA ...............................................= 8,3145E+00

změřená hodnota molární plynové konstanty.........kR = 8,3145E+00....[ J x mol^-1 x K^-1 ].

Přesnost a platnost hodnot konstant kB, kA, kR je potvrzena.

Druhá rovnice základních fyzikálních konstant:

.......................................c₁ = h x c² ...............[ kg x m⁴ x s^-3 ]....................................................( 11 )

kde,

změřená hodnota Planckovy konstanty.................h = 6,6261E-34 ...[ kg x m² x s^-1 ] ,

kvadrát změřené rychlosti světla ve vakuu...........c² = 8,9876E+16 ..[ m² x s^-2 ] ,

součin konstant h x c² ............ .............................. = 5,9552E-17

hodnota vyzařovací konstanty..............................c₁ = 3,7418E-16 .....[ kg x m⁴ x s^-3 ].

Platnost hodnot fyzikálních konstant c₁ , h není potvzena.

Třetí rovnice základních fyzikálních konstant:

.............................................................e² = c x h x ε₀ ..............[ s² x A² ]...................................( 12 )

kde,

změřená rychlost světla ve vakuu..........................c = 2,9979E+08 ..[ m x s^-1 ] ,

změřená hodnota Planckovy konstanty.................h = 6,6261E-34 ...[ kg x m² x s^-1 ] ,

určená hodnota permitivity vakua..........................ε₀ = 8,8542E-12 ..[ s⁴ x A² x m^-3 x kg^-1 ]

součin konstant c x h x ε₀ ............................... .........= 1,7588E-36

kvadrát změřeného elektrického náboje .............e² = 2,5669E-38..[ s² x A² ].

Platnost hodnot fyzikálních konstant e, h, ε₀ není potvrzena.

Čtvrtá rovnice základních fyzikálních konstant:

......................................................kA = Z₀ x kF x kJ ...........[ mol^-1 ] ........................................( 13 )

kde,

změřená hodnota impedance vakua ......................Z₀ = 3,7673E+02 ... [ Ω ] ,

změřená Faradayova konstanta .............................kF = 9,6485E+04 ... [ A x s x mol^-1 ] ,

změřená Josephsonova konstanta ........................kJ = 4,8360E+14 ... [ s^-1 x V^-1 ] ,

součin konstant Z₀ x kF x kJ ..................................... = 1,7578E+22

stanovená hodnota Avogadrovy konstanty ...........kA = 6,0221E+23 ... [ mol^-1 ].

Platnost hodnot fyzikálních konstant Z₀ , kF, kJ není potvrzena.

5. ZÁVĚR

Práce, mimo důkaz neexistence bezrozměrných fyzikálních konstant, ukázala na daleko závažnější problém. Na to, že :

"Fyzikální konstanty c_1, ε₀ , h, e, Z₀ , kF, kJ mají s určitostí chybnou hodnotu".

Druhá, třetí a čtvrtá rovnice základních fyzikálních konstant dokazují, že chyby v měření hodnot konstant nemůžeme eliminovat vkládáním dalších a dalších bezrozměrných čísel do těchto rovnic fyzikálních konstant.

Na chyby ve fyzikálních jednotkách, fyzikálních konstantách a teoriích můžu pouze upozornit, což také opět činím. Současná situace v soustavě fyzikálních konstant je neadekvátní pro fyziku třetího tisíciletí. Chyby ve fyzikálních konstantách jsou velikosti jednoho až dvou řádů.

Je třeba vybudovat Novou fyziku a Novou soustavu fyzikálních konstant pro třetí tisíciletí.

Děkuji všem svým čtenářům za pozornost.

Následuje článek sjednocující všechny fyzikální síly:

Interakce jsou sjednoceny

Literatura:

[1] R.Bičan: Tvorba fyzikálních konstant, vl. vydání, Ostrava 2005

[2] R.Bičan: Soustava jednotek Bičan-Planck, vl.vydání, Ostrava 2005

[3] R.Bičan: Gravitační pole planetární soustavy a gravitační pole galaxie, vl.vydání, Ostrava 2005

E-mail: BicanR@seznam.cz

KONEC*****