» » Электронная и туннельная микроскопия – инструменты здравого смысла в мире квантовых парадоксов. С.Н. Голубев

 

Электронная и туннельная микроскопия – инструменты здравого смысла в мире квантовых парадоксов. С.Н. Голубев

Автор: Андрей Долгорукий от 19-04-2017, 08:42, посмотрело: 617

0

Электронная и туннельная микроскопия – инструменты здравого смысла в мире квантовых парадоксов

С.Н. Голубев: Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы, лаборатория квантовых эталонов

Скачать видеозапись доклада из архива.

 

  1. Использование электронных и туннельных микроскопов требует особых методов изготовления препаратов. Часто это не только физические, но и сложные химические изменения изучаемого объекта. Предусмотрен краткий обзор разнообразных методов препарирования, без чего предметный разговор о результатах микроскопии невозможен.
  2. Любой серийный электронный микроскоп просвечивающего типа работает вопреки ортодоксальной трактовке физики микромира. Как известно, электронная волна Де Бройля из-за дисперсии должна распадаться на микроскопических расстояниях, именно это не позволило основоположникам квантовой механики связать волну Де Бройля с каким-либо реальным свойством стабильного электрона. Но в практике электронной микроскопии приходится считать, что внутри микроскопа волна как бы сопровождает электрон и без распада проходит значительное расстояние от катода до фотопластинки (или другого детектора). Электроны в пучке микроскопа демонстрируют корпускулярные и волновые свойства ОДНОВРЕМЕННО, а не «либо-либо», как принято утверждать. Коллективный опыт показывает, что туннельные микроскопы дают атомарное разрешение только при наличии кристаллической структуры. В аморфных материалах атомы вообще не поддаются визуализации с помощью туннельного микроскопа. Неожиданность эффекта усиливается тем, что такое снижение разрешающей способности можно наблюдать при сравнении разных участков одного и того же изображения (одного «кадра»).  Стандартная модель атома вообще без каких-либо габаритных границ противоречит самому факту существования экспериментальных таблиц атомных радиусов с заявленной точностью до 0,01%. Противоречия очевидны, но объяснить работу туннельных и электронных микроскопов в рамках классической физики тоже невозможно. В такой ситуации именно электронная и туннельная микроскопия самых сложных природных объектов (биологических структур) позволяет нащупать путь к реалистичному пониманию особенностей физического микромира.
  3. Современные методы доводят детальность наглядного представления микромира до полезного увеличения около 1 миллиона раз – это пропорция между диаметром атома водорода и разрешающей способностью глаза (0,1 нм и 0,1 мм соответственно). Соответственно наглядная картина включает только факт существования внутри атома водорода двух точечных частиц – протона и электрона. Дальнейшая детализация наглядному отображению не поддается. Многие считают такую ситуацию окончательной - «нужно уравнения решать, а не картинки рисовать». Но уже сегодня серийно выпускаются микроскопы с разрешающей способностью много меньше размеров атома. Что на самом деле видно с помощью таких микроскопов?
  4. Рубеж достижимого полезного увеличения около 1 миллиона раз отделяет мир обычного химического вещества от мира тех элементарных частиц, из которых это вещество состоит. В пределах таблицы Менделеева  атомная масса меняется примерно в 200 раз, а геометрические размеры атомов ограничены очень узким диапазоном от 0,1 до 0,3 нм. Именно на столь узком рубеже размеров кардинально меняются законы природы, из-за чего привычный понятийный аппарат становится неприменимым. Объекты электронной  и туннельной микроскопии, как и любое вещество, состоят из атомов  только указанных размеров. В примерной аналогии с тем, что в природе нет отрицательных абсолютных температур, при реальных размерах атомов в микромире существует лишь ограниченный набор геометрических структур с весьма специфическими свойствами.   
  5. Создание электронных и туннельных микроскопов было связано с пониманием неприменимости к микромиру понятия светового луча.  Результаты использования таких микроскопов показывают, что на самом деле в микромире нет объектов, к которым применимо понятие материальной точки. В классической механике материальная точка – это не геометрическая точка, а физическое тело, размерами которого можно пренебречь при описании его движения. О вращении точки говорить бессмысленно. При становлении классической механики материальные точки сопоставляли с центрами масс планет Солнечной системы, поскольку в некоторых задачах вращение Земли и других планет  действительно можно не учитывать. Но в природе нет квантовых частиц, вращениями которых можно пренебречь, поскольку поведение всех элементарных частиц в зависимости от спина определяется принадлежностью к группе фермионов или бозонов. В отличие от квантовых частиц, материальные точки спонтанно не пульсируют, не участвуют в спонтанной диффузии и т.п. Более того, материальные точки по определению не могут быть принципиально неотличимыми друг от друга, а для элементарных частиц такая ситуация весьма обычна. Для точек, нарисованных на листе бумаги, отсутствие абсолютной системы координат кажется странным парадоксом теории относительности. А для принципиально неотличимых друг от друга элементарных частиц получается не парадокс, а понятное торжество здравого смысла. В неосознаваемой форме именно неприменимость к микромиру понятия материальной точки более 100 лет создает ощущение парадоксальности физики микромира и иллюзии ее несоответствия здравому смыслу.   
  6. Для калибровки электронных и туннельных микроскопов фирма «НТ МДТ» в Зеленограде серийно выпускает специальные меры длины (они соответствуют мировому уровню приборостроения и нанотехнологий, поэтому их покупают  фирмы Южной Кореи др.). Меры представляют собой реальные вещественные объекты с максимальным приближением к системе материальных точек с фиксированным геометрическим расстоянием между ними. Результаты многолетнего личного опыта калибровки таких мер наглядно объясняют, почему и при каких геометрических размерах природа ограничивает применимость самого понятия материальной точки.

 

  1. Голубев С.Н., Голубев С.С. Взгляд на физический микромир с позиции биолога. Владивосток: «Дальнаука». 2009. - 245 С. (Библиотека журнала «Успехи наук о жизни). Книга бесплатно доступна в Интернете по адресу: ssngolubev.narod.ru.
  2. Голубев С.Н. Квазикристаллическая структура вакуума: Ключ к разгадке тайны живых клеток и квантовых частиц. – М.: Книжный дом «Либроком», 2013. – 256 с.
  3. Голубев С.Н. Возникновение жизни и формирование массы элементарных частиц в мире квазикристаллического вакуума. М.: «Фолиум», 2013. – 348 с.
  4. Голубев С.Н. Возникновение и существование жизни в мире вещества и физического вакуума // Успехи наук о жизни, 2014. Т.8(1) – с. 1-9. Статья переведена на английский:Golubev S.N., 2014. The emergence and existence of life in the world of elements and the physical vacuum. Achievements in the life sciences. 8(1), 1-9.
  1. Голубев С.Н. Общая тайна живых клеток и квантовых частиц // Дельфис. 2014, № 1, С. 66-72.
  1. Голубев С.Н. Структурный механизм формирования массы обычного вещества. Structure mechanism of ordinary matter mass formation.  - Journal of Modern Physics (JMP), Vol.7, No.9, 2016, p. 875 – 891.

 

Категория: видео докладов

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.