Хотя мы упорно работали над тем, чтобы упростить этот раздел, визуализировать тонкоструктурную константу намного труднее. Поэтому, если вам трудно читать, его можно пропустить и перейти к итоговой части в разделе 4.10, не потеряв главную “нить” повествования книги. Мы включили этот раздел для тех, кому хотелось бы видеть, насколько далеко заходит “матричная” модель. Тонкоструктурная константа – еще один аспект квантовой физики, о котором даже не слышали некоторые представители официальной науки, возможно, потому, что она абсолютно необъяснима тем, кто склонен верить в модели, основанные на частицах.

Представьте, что электронное облако похоже на гибкий резиновый шар, и каждый раз, когда поглощается или высвобождается “фотон” энергии (что известно как спаривание), облако растягивается и изгибается, как будто дрожит. Электронное облако всегда будет “ударяться” в фиксированном, точном пропорциональном отношении к размеру фотона. Это значит: фотоны большего размера будут оказывать большие “удары” на электронное облако, фотоны меньшего размера оказывают меньшие “удары” на электронное облако. Это отношение остается постоянным, не смотря на единицы измерения. Как и постоянная Планка, тонкоструктурная константа – еще одно “отвлеченное” число. Это значит, что мы будем получать одну и ту же пропорцию, не зависимо от того, в каких единицах мы ее измеряем.

Эта константа непрерывно изучалась посредством спектроскопического анализа, и в своей книге indent:27.0pt’> 

“Существует очень глубокий и красивый вопрос, связанный с наблюдаемой константой спаривания e, - амплитудой реального электрона для испускания или поглощения реального фотона. Это простое экспериментально определенное число близко к 0,08542455. Мои друзья-физики его не признают, потому что им нравится запоминать это число как инверсию его квадрата – около 137,03597, с неопределенностью двух последних десятичных знаков. Оно остается загадкой и по сей день, хотя было открыто более 50 лет назад; и все хорошие физики-теоретики вешают его на стену и волнуются о нем.

Вам сразу же захотелось бы узнать, откуда пришло число спаривания: связано ли оно с π или, возможно, с основанием натуральных логарифмов? Этого никто не знает, это одна из самых великих загадок физики: магическое число, пришедшее к нам без понимания его человеком. Вы могли бы сказать, что это число начертала “рука Бога”, и “мы не знаем, как Он водил Своим карандашом”. Мы знаем, какой вид танца следует исполнять практически, чтобы очень точно измерить это число, но мы не знаем, какой вид танца следует исполнять на компьютере, чтобы вышло это число”.

В модели Джонсона проблема тонкоструктурной константы имеет очень простое академическое решение. Как мы говорили, фотон движется по двум соединенным вместе тетраэдрам, а электростатическая сила внутри атома поддерживается октаэдром. Мы получаем тонкоструктурную константу простым сравнением объемов тетраэдра и октаэдра при их соударении. Все, что мы делаем, - это делим объем вписанного в сферу тетраэдра на объем вписанного в сферу октаэдра. Мы получаем тонкоструктурную константу как разницу между ними. Чтобы показать, как это делается, требуется некоторое дополнительное объяснение.

Фазово-волновые схемы, которые мы видели раньше в этой главе (рис. 4.3 и 4.4), показали угловые соотношения между октаэдром и тетраэдром. Поскольку тетраэдр полностью треугольный, независимо от того, как он вращается, три вершины любой из его граней будут делить окружность на три равные части по 120º каждая. Следовательно, чтобы привести тетраэдр в равновесие с геометрией окружающей его матрицы, вам нужно повернуть его всего на 120º, чтобы он оказался в том же положении, что и раньше. Это легко видеть, если вы визуализируете автомобиль с треугольными колесами и хотите, чтобы он сдвигался так, чтобы колеса выглядели как раньше. Чтобы это сделать, каждое треугольное колесо должно повернуться ровно на 120º.

В случае октаэдра, чтобы восстановить равновесие, его всегда приходится переворачивать “вверх дном” или на 180º. Если вам понравилась аналогия с автомобилем, тогда колеса должны иметь форму классического “алмаза”, который вы видите на колоде карт. Чтобы алмаз выглядел точно так же, как когда вы начинали, вам придется перевернуть его вверх дном, то есть на 180º. Нижеприведенная цитата из Джонсона объясняет тонкоструктурную константу, основываясь именно на этой