1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия РАН. Серия физическая
  4. T. 84, № 12, 2020

Известия РАН. Серия физическая, 2020, T. 84, № 12, стр. 1767-1772

Активные фемто и нанообъекты, солнечный и межзвездный ветры в анизотропных моделях

В. С. Абрамов *

Донецкий физико-технический институт имени А.А. Галкина
Донецк, Украина

* E-mail: vsabramov2018@gmail.com

Поступила в редакцию 15.07.2020
После доработки 10.08.2020
Принята к публикации 26.08.2020

Полный текст (PDF)

Аннотация

Активные фемто и нанообъекты могут определять состав, структуру, поведение солнечного и межзвездного ветров (потоков различных частиц) вблизи Солнца, Земли и в межзвездном пространстве вблизи гелиопаузы. В рамках анизотропной модели выполнены оценки параметров, согласующиеся с данными экспериментов на космической обсерватории Planck, радиотелескопов UTR-2 и URAN-2, зондов Parker Solar Probe, Voyager 2 и Voyager 1.

ВВЕДЕНИЕ

Методы когерентной лазерной спектроскопии и современное развитие нанотехнологий дают возможность исследовать активные фемтообъекты (протоны, нейтроны, атомный и мюонный водороды, лептоны) во фрактальных квантовых системах. В [1–3] экспериментально получены оценки размеров радиуса протона в атомном и мюонном водородах. Активные фемтообъекты типа лептонов имеют аномалии магнитных свойств [4–8]. Для нейтрино наблюдается эффект осцилляций [5]. Для ускоренно расширяющейся Вселенной в [9] получены связи постоянной Хаббла (старое значение) с параметрами бозона Хиггса и реликтового излучения. Экспериментальные данные о затухании γ-лучей на межгалактическом фоне (полученные обсерваторией Planck на основе Fermi-LAT и Cherenkov telescopes) позволили определить новые значения постоянной Хаббла, плотности материи во Вселенной, которые объясняются взаимодействием γ-лучей с реликтовыми фотонами [10]. С другой стороны, экспериментальные данные о составе, структуре и поведении солнечного ветра (потоков различных частиц) вблизи Солнца [11–16], Земли [17] и в межзвездном пространстве вблизи гелиопаузы [18–22] должны быть связаны с новыми значениями постоянной Хаббла. В состав солнечного и межзвездного ветров могут входить специфические частицы, определяемые автором как активные нанообъекты [7] и фемтообъекты [8]. Целью работы является описание характеристик активных фемто и нанообъектов, солнечного и межзвездного ветров и гелиопаузы в анизотропных моделях.

ОПИСАНИЕ МОДЕЛЬНОГО ФЕМТООБЪЕКТА

На основе результатов работ [7–9] вводим основные параметры ${{{\xi }}_{{2p}}},$ ${{\Omega }_{{A0}}},$ ${{r}_{p}}$ модельного фемтообъекта:

(1)
$\begin{gathered} {{{\xi }}_{{2p}}} = {{{{{\chi }}_{0}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{{\chi }}_{0}}} {n_{F}^{'}}}} \right. \kern-0em} {n_{F}^{'}}} = {1 \mathord{\left/ {\vphantom {1 {\left( {N_{p}^{'} - N} \right)}}} \right. \kern-0em} {\left( {N_{p}^{'} - N} \right)}}; \\ {{\Omega }_{{A0}}} = {{{{n}_{{A0}}}{{E}_{e}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{n}_{{A0}}}{{E}_{e}}} {{{E}_{{H0}}}}}} \right. \kern-0em} {{{E}_{{H0}}}}};\,\,\,\,{{r}_{p}} = {{2{{r}_{e}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{2{{r}_{e}}} {\left( {z_{{\mu }}^{'}{{n}_{F}}} \right)}}} \right. \kern-0em} {\left( {z_{{\mu }}^{'}{{n}_{F}}} \right)}}, \\ \end{gathered} $

которые связаны с известными параметрами квантовой электродинамики

(2)
$\begin{gathered} {{r}_{e}} = {{{{e}^{2}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{e}^{2}}} {\left( {{{m}_{e}}c_{0}^{2}} \right)}}} \right. \kern-0em} {\left( {{{m}_{e}}c_{0}^{2}} \right)}};\,\,\,\,\hbar {{c}_{0}} = e{{e}_{{{\alpha 0}}}};\,\,\,\,{{e}_{{{\alpha 0}}}} = e{{{\alpha }}_{0}}; \\ {{\alpha }_{0}} = {{\hbar {{c}_{0}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{\hbar {{c}_{0}}} {{{e}^{2}}}}} \right. \kern-0em} {{{e}^{2}}}};\,\,\,\,{{E}_{e}} = {{m}_{e}}c_{0}^{2} = {{{{e}^{2}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{e}^{2}}} {{{r}_{e}}}}} \right. \kern-0em} {{{r}_{e}}}}; \\ {{r}_{{0p}}} = {{{{m}_{e}}{{r}_{e}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{m}_{e}}{{r}_{e}}} {{{m}_{p}}}}} \right. \kern-0em} {{{m}_{p}}}} = {{{{e}^{2}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{e}^{2}}} {{{E}_{p}}}}} \right. \kern-0em} {{{E}_{p}}}};\,\,\,\,{{E}_{p}} = {{m}_{p}}c_{0}^{2} = {{{{e}^{2}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{e}^{2}}} {{{r}_{{0p}}}}}} \right. \kern-0em} {{{r}_{{0p}}}}}; \\ {{{\mu }}_{B}} = {{e\hbar } \mathord{\left/ {\vphantom {{e\hbar } {2{{m}_{e}}}}} \right. \kern-0em} {2{{m}_{e}}}};\,\,\,\,{{{\mu }}_{N}} = {{e\hbar } \mathord{\left/ {\vphantom {{e\hbar } {2{{m}_{p}}}}} \right. \kern-0em} {2{{m}_{p}}}}. \\ \end{gathered} $

Здесь ${{r}_{e}} = 2.81794092\,\,{\text{фм}}$ и r0p = 1.534698568 ам, me и mp, ${{E}_{e}} = 0.51099907\,\,{\text{МэВ}}$ и Ep = 938.2723226 МэВ – классические радиусы, массы покоя, энергии покоя для электрона и протона; ${{c}_{0}}$ – скорость света в вакууме; $\hbar $ – постоянная Планка; $e,$ ${{e}_{{{\alpha }0}}}$ – заряд и перенормированный заряд электрона; ${{{\alpha }}_{{\,0}}}$ – постоянная тонкой структуры; ${{{\mu }}_{B}}$ – магнетон Бора; ${{{\mu }}_{N}}$ – ядерный магнетон, ${{{{m}_{p}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{m}_{p}}} {m{}_{e}}}} \right. \kern-0em} {m{}_{e}}} = 1836.152701.$

Модельные фемтообъекты – это активные объекты с размерами порядка классического радиуса электрона ${{r}_{e}}.$ Модельные аттообъекты (с размерами порядка классического радиуса протона ${{r}_{{0p}}}$) описывают внутреннюю структуру нуклонов (наличие керна и скалярного, векторного облаков [4]). В нашей модели [7] параметры модельного фемтообъекта [8] связаны с энергией покоя бозона Хиггса ${{E}_{{H0}}},$ параметром ${{n}_{{A0}}}$ для черных дыр, числом квантов ${{n}_{F}},$ $n_{F}^{'}$ фермионного (${{n}_{F}} + n_{F}^{'} = 1$) поля из анизотропной модели (учитывающей наличие поля Хиггса), космологическим красным смещением $z_{{\mu }}^{'},$ эффективной восприимчивостью ${{{\chi }}_{0}}$ в отсутствии поля Хиггса, эффективным числом $N$ в модели сверхизлучения Дикке. Значения этих параметров равны: ${{E}_{{H0}}} = 125.03238\,\,{\text{ГэВ,}}$ NA0 =  58.04663887, ${{n}_{F}} = 0.945780069,$ $n_{F}^{'} = 0.054219931,$ $z_{{\mu }}^{'} = 7.18418108,$ ${{{\chi }}_{0}} = 0.257104198,$ N = 17.0073101. Из (1) находим параметры модельного фемтообъекта ${{{\xi }}_{{2p}}} = 4.741876161,$ ${{\Omega }_{{A0}}} = 237.232775 \cdot {{10}^{{ - 6}}},$ ${{r}_{p}} = 0.829458098\,\,{\text{фм}}$ и $N{{_{p}^{'}}_{{}}} = 17.21819709.$

Для учета стохастического поведения модельного фемтообъекта введем случайную величину ${{{\hat {\xi }}}_{{rp}}}$ с двумя возможными значениями ${{{\xi }}_{{1p}}},$ ${{{\xi }}_{{2p}}}$ и вероятностями ${{P}_{{1p}}},$ ${{P}_{{2p}}},$ математическим ожиданием $M({{{\hat {\xi }}}_{{rp}}}) = 1.$ На основе ${{{\xi }}_{{2p}}},$ ${{\Omega }_{{A0}}}$ из (1) находим ${{P}_{{1p}}},$ ${{P}_{{2p}}},$ возможное значение ${{{\xi }}_{{1p}}},$ дисперсию $D({{{\hat {\xi }}}_{{rp}}}),$ среднее квадратичное отклонение ${\sigma }({{{\hat {\xi }}}_{{rp}}})$ по формулам

(3)
$\begin{gathered} {{P}_{{1p}}} = {{{{{\xi }}_{{2p}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{{\xi }}_{{2p}}}} {({{{\xi }}_{{2p}}} + {{\Omega }_{{A0}}})}}} \right. \kern-0em} {({{{\xi }}_{{2p}}} + {{\Omega }_{{A0}}})}};\,\,\,\,{{P}_{{2p}}} = {{{{\Omega }_{{A0}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{\Omega }_{{A0}}}} {({{{\xi }}_{{2p}}} + {{\Omega }_{{A0}}})}}} \right. \kern-0em} {({{{\xi }}_{{2p}}} + {{\Omega }_{{A0}}})}}; \\ {{P}_{{1p}}} + {{P}_{{2p}}} = 1;\,\,\,\,{{{\xi }}_{{1p}}} = {{(1 - {{{\xi }}_{{2p}}}{{P}_{{2p}}})} \mathord{\left/ {\vphantom {{(1 - {{{\xi }}_{{2p}}}{{P}_{{2p}}})} {{{P}_{{1p}}}}}} \right. \kern-0em} {{{P}_{{1p}}}}}; \\ D({{{{\hat {\xi }}}}_{{rp}}}) = {{({{{\xi }}_{{2p}}} - {{{\xi }}_{{1p}}})}^{2}}{{P}_{{1p}}}{{P}_{{2p}}};\,\,\,\,{\sigma }({{{{\hat {\xi }}}}_{{rp}}}) = {{D}^{{{1 \mathord{\left/ {\vphantom {1 2}} \right. \kern-0em} 2}}}}({{{{\hat {\xi }}}}_{{rp}}}). \\ \end{gathered} $

Значения этих параметров из (3) равны: P1p = = 0.999949973, ${{P}_{{2p}}} = 50.027 \cdot {{10}^{{ - 6}}},$ ${{{\xi }}_{{1p}}} = 0.999812796,$ $D({{{\hat {\xi }}}_{{rp}}}) = 700.495 \cdot {{10}^{{ - 6}}},$ $\sigma ({{{\hat {\xi }}}_{{rp}}}) = 0.026466865.$

Далее введем случайную величину ${{\hat {r}}_{p}} = {{r}_{p}}{{{\hat {\xi }}}_{{rp}}}$ с двумя возможными значениями $r_{p}^{*},$ $r_{e}^{*}$ и вероятностями ${{P}_{{1p}}},$ ${{P}_{{2p}}}.$ Выражения для $r_{p}^{*},$ $r_{e}^{*},$ математического ожидания $M({{\hat {r}}_{p}}),$ дисперсии $D({{\hat {r}}_{p}}),$ среднего квадратичного отклонения ${\sigma }({{\hat {r}}_{p}})$ имеют вид

(4)
$\begin{gathered} r_{p}^{*} = {{{\xi }}_{{1p}}}{{r}_{p}};\,\,\,\,r_{e}^{*} = {{{\xi }}_{{2p}}}{{r}_{p}};\,\,\,\,M({{{\hat {r}}}_{p}}) = \\ = r_{p}^{*}{{P}_{{1p}}} + r_{e}^{*}{{P}_{{2p}}} = {{r}_{p}};\,\,\,\,D({{{\hat {r}}}_{p}}) = \\ = {{\left( {r_{e}^{*} - r_{p}^{*}} \right)}^{2}}{{P}_{{1p}}}{{P}_{{2p}}};\,\,\,\,{\sigma }({{{\hat {r}}}_{p}}) = {{D}^{{{1 \mathord{\left/ {\vphantom {1 2}} \right. \kern-0em} 2}}}}({{{\hat {r}}}_{p}}). \\ \end{gathered} $

На основе (4) находим значения: $r_{p}^{*}$ = 0.82930282 фм, $r_{e}^{*} = 3.933187582\,\,{\text{фм,}}$ $D({{\hat {r}}_{p}})$ = 481.936 · 10–6 (фм)2, ${\sigma }({{\hat {r}}_{p}}) = 0.021953046\,\,фм.$ Наше расчетное значение протонного радиуса $r_{p}^{*}$ в атоме водорода практически совпадает с новым экспериментальным значением 0.8293 фм, полученным методом 2S-4P спектроскопии (на основе квантовой интерференции) [2]. Оценки параметров получены в [8]: радиусы $r_{p}^{'} = 0.876931544\,\,{\text{фм}}$ и ${{r}_{{p{\mu }}}} = 0.841841587\,\,{\text{фм}}$ практически совпадают со значениями 0.8768 фм (the CODATA value) и 0.84184 фм (определенное на основе тонкого и сверхтонкого расщепления в рамках квантовой электродинамики) [1]; радиус $r_{{p{\tau }}}^{*} = 0.833520268\,\,{\text{фм}}$ практически совпадает со значением 0.8335 фм для мюонного водорода [2]; радиус rdτ = = 0.208842481 фм находится вблизи среднего квадратичного радиуса распределения электрического заряда в керне нуклонов равного 0.21 фм [4].

СОЛНЕЧНЫЙ И МЕЖЗВЕЗДНЫЙ ВЕТРЫ

Солнце является источником солнечного ветра (потоков фотонов и различных частиц) [11]. Фотоны достигают Земли за 8 мин, а высокоэнергетические частицы приходят с запаздыванием на 100 мин [12]. Для оценки характерных расстояний и времен используем выражения

(5)
$\begin{gathered} L_{{ES}}^{'} = {{{{L}_{{ES}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{L}_{{ES}}}} {{{Q}_{{H0}}}}}} \right. \kern-0em} {{{Q}_{{H0}}}}} = {{c}_{0}}{{t}_{{ES}}} = {{\upsilon }_{{H0}}}t_{{ES}}^{'}; \\ {{n}_{{H0}}} = Q_{{H0}}^{2} = {{\left( {1 + \left| {S_{{01}}^{'}} \right|} \right)}^{2}} = {{\upsilon _{{01}}^{2}} \mathord{\left/ {\vphantom {{\upsilon _{{01}}^{2}} {\upsilon _{{02}}^{2}}}} \right. \kern-0em} {\upsilon _{{02}}^{2}}}; \\ \upsilon _{{H0}}^{2} = {{c_{0}^{2}} \mathord{\left/ {\vphantom {{c_{0}^{2}} {{{n}_{{H0}}}}}} \right. \kern-0em} {{{n}_{{H0}}}}}. \\ \end{gathered} $

С учетом расстояния от Земли до Солнца ${{L}_{{ES}}} = 1\,\,{\text{au}} = 1.495995288 \cdot {{10}^{8}}\,\,{\text{км,}}$ скорости света в вакууме ${{c}_{0}} = 2.99792458 \cdot {{10}^{5}}\,\,{\text{км}}\, \cdot {{{\text{с}}}^{{ - {\text{1}}}}}$ находим оценки показателя преломления среды nH0 = 1.080646077, расстояния $L_{{ES}}^{'} = 0.961962759\,\,{\text{au,}}$ скорости фотонов в среде ${{\upsilon }_{{H0}}} = 2.8838918 \cdot {{10}^{5}}\,\,{\text{км}}\, \cdot {{{\text{с}}}^{{ - {\text{1}}}}},$ времен прихода фотонов на Землю от Солнца в вакууме ${{t}_{{ES}}} = 480.0293392\,\,{\text{c}}$ и в среде $t_{{ES}}^{'} = 499.0103147\,\,{\text{c}}{\text{.}}$

Для оценки времени запаздывания ${{t}_{{0m}}}$ частиц, приходящих на Землю от Солнца, используем выражения

(6)
$\begin{gathered} 2{{t}_{{0m}}} = {{{\tau }}_{{0{\gamma }}}}\ln {{N}_{{0m}}};\,\,\,\,{{{\tau }}_{{0{\gamma }}}} = {{{{{\tau }}_{{0{\alpha }}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{{\tau }}_{{0{\alpha }}}}} {n{}_{{0{\alpha }}}}}} \right. \kern-0em} {n{}_{{0{\alpha }}}}};\,\,\,\,{{{\tau }}_{{0{\alpha }}}} = \nu _{{0{\alpha }}}^{{ - 1}}; \\ {{n}_{{0{\alpha }}}} = 1.5 + {{\left| {{{{\xi }}_{{0H}}}} \right|}^{2}};\,\,\,\,\ln {{N}_{{0m}}} = 2{{n}_{{0{\alpha }}}}\ln {{N}_{{0{\alpha }}}}; \\ {{Q}_{{H2}}}{{N}_{{0{\alpha }}}} = 0.5 + \Omega _{{c1}}^{'} + n_{{F{\tau }}}^{'};\,\,\,\,{{{\nu }}_{{0{\alpha }}}} = {{{{{\nu }}_{{H0}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{{\nu }}_{{H0}}}} {{{N}_{{0A}}}}}} \right. \kern-0em} {{{N}_{{0A}}}}}. \\ \end{gathered} $

Выражения (6) получены в рамках теории сверхизлучения Дикке и описывают основные параметры ${{t}_{{0m}}}$ импульса сверхизлучения в среде из состояния с числом частиц ${{N}_{{0m}}}.$ На основе ${{N}_{{0A}}} = 3.557716045 \cdot {{10}^{5}},$ ${{{\nu }}_{{H0}}} = 50.182731\,\,{\text{Гц,}}$ ${{\left| {{{{\xi }}_{{0H}}}} \right|}^{2}} = 0.181800122,$ ${{Q}_{{H2}}} = {1 \mathord{\left/ {\vphantom {1 3}} \right. \kern-0em} 3},$ $n_{{F{\tau }}}^{'} = 0.049012111$ находим оценки частоты ${{{\nu }}_{{0{\alpha }}}} = 141.0532217\,\,{\text{мкГц,}}$ времени релаксации ${{{\tau }}_{{0{\alpha }}}} = 118.1587096\,\,{\text{мин,}}$ фрактального параметра ${{n}_{{0{\alpha }}}} = 1.681800122,$ времени когерентной спонтанной релаксации τ0γ = = 70.25728449 мин, эффективных чисел активных частиц ${{N}_{{0{\alpha }}}} = 2.331250869$ и ${{N}_{{0m}}} = 17.23047995,$ времени задержки ${{t}_{{0m}}} = 100.01012\,\,{\text{мин}}{\text{.}}$

Далее находим связи энергий покоя ${{E}_{{0E}}}$ и ${{E}_{{H0}}},$ масс покоя ${{M}_{E}}$ и ${{m}_{{H0}}},$ гравитационных радиусов Шварцшильда ${{R}_{{GE}}}$ и ${{R}_{{H0}}}$ для Земли и бозона Хиггса, соответственно, по формулам

(7)
$\begin{gathered} {{{{E}_{{0E}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{E}_{{0E}}}} {{{N}_{a}}{{E}_{{H0}}}}}} \right. \kern-0em} {{{N}_{a}}{{E}_{{H0}}}}} = {{{{M}_{E}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{M}_{E}}} {{{N}_{a}}{{m}_{{H0}}}}}} \right. \kern-0em} {{{N}_{a}}{{m}_{{H0}}}}} = {{{{R}_{{GE}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{R}_{{GE}}}} {{{N}_{a}}{{R}_{{H0}}}}}} \right. \kern-0em} {{{N}_{a}}{{R}_{{H0}}}}} = {{n}_{{0E}}}; \\ {{E}_{{H0}}} = c_{0}^{2}{{m}_{{H0}}};\,\,\,\,{{m}_{{H0}}} = {{c_{0}^{2}{{R}_{{H0}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{c_{0}^{2}{{R}_{{H0}}}} {2G{{N}_{a}}}}} \right. \kern-0em} {2G{{N}_{a}}}}; \\ {{R}_{{GE}}} = {{A}_{G}}{{E}_{{0E}}};\,\,\,\,{{A}_{G}} = {{{{R}_{{H0}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{R}_{{H0}}}} {{{E}_{{H0}}}}}} \right. \kern-0em} {{{E}_{{H0}}}}} = {{2G{{N}_{a}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{2G{{N}_{a}}} {c_{0}^{4}}}} \right. \kern-0em} {c_{0}^{4}}}; \\ {{R}_{{GE}}} = {{N}_{{GE}}}{{L}_{{ES}}} = {{n}_{{0E}}}{{N}_{a}}{{R}_{{H0}}};\,\,\,\,{{M}_{E}} = 5.977 \cdot {{10}^{{27}}}\,\,{\text{г}}. \\ \end{gathered} $

На основе (7) находим основные параметры теории ${{A}_{G}} = 0.960836162\,\,{\text{фм(эВ}}{{{\text{)}}}^{{ - 1}}},$ n0E = 73.87419814, ${{R}_{{GE}}} = 5.347530124 \cdot {{10}^{{18}}}\,\,{\text{км,}}$ NGE = 3.574563481 · 1010.

С учетом (5) в рамках анизотропной модели [7, 8] находим скорости ${{\upsilon }_{{hS}}},$ $\upsilon _{{hS}}^{'},$ расстояния ${{L}_{{hS}}},$ $L_{{hS}}^{'},$ время прихода сигнала от гелиопаузы до Земли ${{t}_{{hS}}}$ из выражений

(8)
$\begin{gathered} \upsilon _{{hS}}^{'} = {{Q}_{{H0}}}{{\upsilon }_{{hS}}} = \left| {{{{\chi }}_{{ef}}}} \right|{{\upsilon }_{{01}}};\,\,\,\,{{L}_{{hS}}} = {{N}_{{hS}}}{{L}_{{ES}}}; \\ L_{{hS}}^{'} = N_{{hS}}^{'}{{L}_{{ES}}};\,\,\,\,L_{{hS}}^{*} = {{{{L}_{{hS}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{L}_{{hS}}}} {{{Q}_{{H0}}}}}} \right. \kern-0em} {{{Q}_{{H0}}}}};\,\,\,\,N_{{hS}}^{'} = {{n}_{{H0}}}{{N}_{{hS}}}; \\ {{{{L}_{{hS}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{L}_{{hS}}}} {{{R}_{{GE}}}}}} \right. \kern-0em} {{{R}_{{GE}}}}} = {{\upsilon _{{hS}}^{2}} \mathord{\left/ {\vphantom {{\upsilon _{{hS}}^{2}} {c_{0}^{2}}}} \right. \kern-0em} {c_{0}^{2}}};\,\,\,\,{{{{L}_{{hS}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{L}_{{hS}}}} {{{L}_{{ES}}}}}} \right. \kern-0em} {{{L}_{{ES}}}}} = {{{{t}_{{hS}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{t}_{{hS}}}} {{{t}_{{ES}}}}}} \right. \kern-0em} {{{t}_{{ES}}}}}. \\ \end{gathered} $

На основе (5)–(8) и значения $\left| {{{{\chi }}_{{ef}}}} \right| = 0.250425279$ из [7, 8], находим оценки ${{\upsilon }_{{hS}}} = \left| {{{{\chi }}_{{ef}}}} \right|{{\upsilon }_{{02}}}$ = = 17.63386481 км · с–1; NhS = 123.6734916; $N_{{hS}}^{'}$ = = 133.6472735; ${{L}_{{hS}}} = 1.850149607 \cdot {{10}^{{10}}}\,\,{\text{км;}}$ thS = = tESNhS = 16.49080679 ч. Скорость ${{\upsilon }_{{hS}}}$ близка к скорости ${{\upsilon }_{{{\text{V}}2}}} = 17.5\,\,{\text{км}}\,{{{\text{с}}}^{{ - {\text{1}}}}}$ зонда V2, расстояние $L_{{hS}}^{*} = 118.9692932\,\,au$ находится вблизи расстояния до границы гелиопаузы ${{L}_{{{\text{V}}2}}} = 119\,\,{\text{au}}$ из [18]. Для описания переходной области вблизи границы гелиопаузы вводим моменты времени ${{t}_{1}},$ ${{t}_{2}},$ ${{t}_{3}},$ расстояния ${{L}_{1}},$ ${{L}_{2}},$ ${{L}_{3}}.$ Далее находим временные интервалы ${{t}_{{31}}},$ ${{t}_{{21}}},$ ${{t}_{{32}}}{\text{:}}$

(9)
$\begin{gathered} {{t}_{{31}}} = {{t}_{3}} - {{t}_{1}} = {1 \mathord{\left/ {\vphantom {1 {{{\nu }_{{31}}}}}} \right. \kern-0em} {{{\nu }_{{31}}}}};\,\,\,\,{{{\nu }}_{{31}}} = {{(1 - {{{\psi }}_{{02}}}){{{\nu }}_{{H0}}}{{S}_{{2u}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{(1 - {{{\psi }}_{{02}}}){{{\nu }}_{{H0}}}{{S}_{{2u}}}} {{{N}_{{0A}}}}}} \right. \kern-0em} {{{N}_{{0A}}}}}; \\ {{t}_{{21}}} = {{t}_{2}} - {{t}_{1}} = {{t}_{{31}}}{{P}_{{\tau }}};\,\,\,\,{{t}_{{32}}} = {{t}_{3}} - {{t}_{2}} = {{t}_{{31}}}P_{{\tau }}^{'}; \\ {{P}_{{\tau }}} + P_{{\tau }}^{'} = 1;\,\,\,\,P_{{\tau }}^{'} = {1 \mathord{\left/ {\vphantom {1 {\left( {2 + S_{{03}}^{'}} \right)}}} \right. \kern-0em} {\left( {2 + S_{{03}}^{'}} \right)}}. \\ \end{gathered} $

Используя параметры ${{{\psi }}_{{02}}} = 0.984494334,$ $S_{{03}}^{'}$ = = 0.460458718 из [7, 8], получим численные значения: частоты ${{{\nu }}_{{31}}} = 0.072287263\,\,{\text{мкГц;}}$ вероятностей ${{P}_{{\tau }}} = 0.593571722,$ $P_{{\tau }}^{'} = 0.406428278;$ интервалов ${{t}_{{31}}} = 160.1122188\,\,{\text{дней,}}$ t21 = 95.03808539 дней, ${{t}_{{32}}} = 65.07413336\,\,{\text{дней}}{\text{.}}$ Полученные значения ${{t}_{{21}}}$ и ${{t}_{{32}}}$ практически совпадают с временными интервалами 95 и 65 дней для переходной области вблизи границы гелиопаузы из (см. рис. 1a [18]). Расстояние ${{L}_{3}}$ для межзвездного пространства (при ${{L}_{3}} > {{L}_{2}}$) определяем из выражений

(10)
${{L}_{3}} = {{N}_{{L3}}}{{L}_{{ES}}};\,\,\,\,{{N}_{{L3}}} = (1 - {{\Omega }_{{hL}}} - {{S}_{{2u}}}){{N}_{{hS}}}.$

Используя параметры ${{\Omega }_{{hL}}} = 0.000118617$ из [7, 8], ${{N}_{{hS}}}$ из (8), находим значение ${{N}_{{L3}}} = 119.5712542$ и оценку расстояния ${{L}_{3}} = 119.5712542\,\,{\text{au}}{\text{.}}$ Для оценки ${{L}_{1}}$ (внутри гелиосферы при ${{L}_{1}} < {{L}_{2}}$) используем характерные расстояния ${{L}_{{{\mu }e}}},$ ${{L}_{{{\mu \mu }}}},$ ${{L}_{{{\mu \tau }}}}$ для $e,$ ${\mu ,}$ ${\tau }$-лептонов, соответственно, определяемые выражениями

(11)
$\begin{gathered} {{L}_{{{\mu }e}}} = {{N}_{{{\mu }e}}}{{L}_{{ES}}};\,\,\,\,{{N}_{{{\mu }e}}} = {{n}_{{{\mu }e}}}{{N}_{{hS}}}; \\ {{n}_{{{\mu }e}}} = (2 + {{\Omega }_{{{\mu }e}}}) - (1 + {{S}_{{1u}}});\,\,\,\,{{L}_{{{\mu \mu }}}} = {{N}_{{{\mu \mu }}}}{{L}_{{ES}}}; \\ {{N}_{{{\mu \mu }}}} = {{n}_{{{\mu \mu }}}}{{N}_{{hS}}};\,\,\,\,{{n}_{{{\mu \mu }}}} = (2 + {{\Omega }_{{{\mu \mu }}}}) - (1 + {{S}_{{1u}}}); \\ {{L}_{{{\mu \tau }}}} = {{N}_{{{\mu \tau }}}}{{L}_{{ES}}};\,\,\,\,{{N}_{{{\mu \tau }}}} = {{n}_{{{\mu \tau }}}}{{N}_{{hS}}}; \\ {{n}_{{{\mu \tau }}}} = (2 + {{\Omega }_{{{\mu \tau }}}}) - (1 + {{S}_{{1u}}}). \\ \end{gathered} $

На основе (11), ${{\Omega }_{{{\mu }e}}},$ ${{\Omega }_{{{\mu \mu }}}},$ ${{\Omega }_{{{\mu \tau }}}}$ из [7, 8] находим оценки ${{L}_{{{\mu }e}}} = 118.1796344\,\,{\text{au,}}$ Lμμ = 118.1811855 au. ${{L}_{{{\mu \tau }}}} = 118.1840014\,\,{\text{au}}{\text{.}}$ Для поиска ${{L}_{2}}$ (как границы гелиопаузы) рассмотрим случайную величину ${{\hat {L}}_{2}}$ с двумя возможными значениями ${{L}_{3}}$ из (10), ${{L}_{1}} = {{L}_{{{\mu }e}}}$ из (11) и вероятностями ${{P}_{{{\psi }01}}},$ $P_{{{\psi }01}}^{'}.$ Для математического ожидания $M({{\hat {L}}_{2}}),$ дисперсии $D({{\hat {L}}_{2}}),$ отклонения ${\sigma }({{\hat {L}}_{2}})$ имеем

(12)
$\begin{gathered} M({{{\hat {L}}}_{2}}) = {{P}_{{{\psi }01}}}{{L}_{3}} + P_{{{\psi }01}}^{'}{{L}_{{{\mu }e}}} = {{L}_{2}};\,\,\,\,D({{{\hat {L}}}_{2}}) = \\ = {{(L{}_{3}\,\, - {{L}_{{{\mu }e}}})}^{2}}{{P}_{{{\psi }01}}}P_{{{\psi }01}}^{'};\,\,\,\,{\sigma }({{{\hat {L}}}_{2}}) = {{D}^{{{1 \mathord{\left/ {\vphantom {1 2}} \right. \kern-0em} 2}}}}({{{\hat {L}}}_{2}}); \\ {{P}_{{{\psi }01}}} + P_{{{\psi }01}}^{'} = 1;\,\,\,\,P_{{{\psi }01}}^{'} = {{{{{\psi }}_{{01}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{{\psi }}_{{01}}}} {\left( {1 + S_{{03}}^{'} + {{{\psi }}_{{01}}}} \right)}}} \right. \kern-0em} {\left( {1 + S_{{03}}^{'} + {{{\psi }}_{{01}}}} \right)}}; \\ {{{\psi }}_{{01}}} = 1.015268884. \\ \end{gathered} $

Численные значения расстояния L2 = 119.0005661 au, пространственных интервалов L32 = L3 – L2 = = 0.57068813 au, ${{L}_{{21}}} = {{L}_{2}} - {{L}_{{{\mu }e}}} = 0.8209317\,\,{\text{au}}$ практически совпадают со значениями 119 au, 0.57 au, 0.82 au из [18]. На основе (9), (12) находим средние значения скоростей ${{\upsilon }_{{21}}}$ (внутри гелиосферы), ${{\upsilon }_{{32}}}$ (за границей гелиопаузы), скачок скоростей ${\delta }{{\upsilon }_{{21}}}$ (на границе гелиопаузы)

(13)
$\begin{gathered} {{\upsilon }_{{21}}} = {{{{L}_{{21}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{L}_{{21}}}} {{{t}_{{21}}}}}} \right. \kern-0em} {{{t}_{{21}}}}} = {{{{L}_{{31}}}{{P}_{{{\psi }01}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{L}_{{31}}}{{P}_{{{\psi }01}}}} {{{t}_{{31}}}{{P}_{{\tau }}}}}} \right. \kern-0em} {{{t}_{{31}}}{{P}_{{\tau }}}}};\,\,\,\,{{\upsilon }_{{32}}} = {{{{L}_{{32}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{L}_{{32}}}} {{{t}_{{32}}}}}} \right. \kern-0em} {{{t}_{{32}}}}} = \\ = {{{{L}_{{31}}}P_{{{\psi }01}}^{'}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{L}_{{31}}}P_{{{\psi }01}}^{'}} {{{t}_{{31}}}P{{{_{{\tau }}^{'}}}_{{}}}}}} \right. \kern-0em} {{{t}_{{31}}}P{{{_{{\tau }}^{'}}}_{{}}}}};\,\,\,\,{{L}_{{31}}} = {{L}_{3}} - {{L}_{1}};\,\,\,\,{\delta }{{\upsilon }_{{21}}} = \\ = {{\upsilon }_{{32}}} - {{\upsilon }_{{21}}};\,\,\,\,{{{{\upsilon }_{{32}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{\upsilon }_{{32}}}} {{{\upsilon }_{{21}}}}}} \right. \kern-0em} {{{\upsilon }_{{21}}}}} = {{{\psi }}_{{01}}} = {{{{{\varepsilon }}_{{01}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{{\varepsilon }}_{{01}}}} {{{E}_{{H0}}}}}} \right. \kern-0em} {{{E}_{{H0}}}}} = {{{{{\nu }}_{{01}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{{\nu }}_{{01}}}} {{{{\nu }}_{{H0}}}}}} \right. \kern-0em} {{{{\nu }}_{{H0}}}}}. \\ \end{gathered} $

Численные значения равны: υ21 = 14.95635805 км · с–1, υ32 = 15.18472495 км с–1, δυ21 = 228.366896 м · с–1. Отметим, что вероятности ${{P}_{{{\psi }01}}}$ и ${{P}_{{\tau }}}$ связаны между собой через условную вероятность ${{P}_{{{\psi \tau }}}},$ а отношение скоростей и скачок скоростей позволяют ввести вероятности ${{P}_{{\psi }}},$ $P_{{\psi }}^{'}$ выражениями типа

(14)
$\begin{gathered} {{P}_{{{\psi }01}}} = {{P}_{{\tau }}}{{P}_{{{\psi \tau }}}};\,\,\,\,{{P}_{{{\psi \tau }}}} = {{\left( {2 + S_{{03}}^{'}} \right)} \mathord{\left/ {\vphantom {{\left( {2 + S_{{03}}^{'}} \right)} {\left( {1 + S_{{03}}^{'} + {{{\psi }}_{{01}}}} \right)}}} \right. \kern-0em} {\left( {1 + S_{{03}}^{'} + {{{\psi }}_{{01}}}} \right)}} = \\ = {1 \mathord{\left/ {\vphantom {1 {(1 + {{n}_{{01}}})}}} \right. \kern-0em} {(1 + {{n}_{{01}}})}};\,\,\,\,{{P}_{{\psi }}} + P_{{\psi }}^{'} = 1;\,\,\,\,{{P}_{{\psi }}} = {1 \mathord{\left/ {\vphantom {1 {{{{\psi }}_{{01}}}}}} \right. \kern-0em} {{{{\psi }}_{{01}}}}} = \\ = {{{{\upsilon }_{{21}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{\upsilon }_{{21}}}} {{{\upsilon }_{{32}}}}}} \right. \kern-0em} {{{\upsilon }_{{32}}}}};\,\,\,\,P_{{\psi }}^{'} = {{{\delta }{{\upsilon }_{{21}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{\delta }{{\upsilon }_{{21}}}} {{{\upsilon }_{{32}}}}}} \right. \kern-0em} {{{\upsilon }_{{32}}}}}; \\ {{n}_{{01}}} = {{({{{\psi }}_{{01}}} - 1)} \mathord{\left/ {\vphantom {{({{{\psi }}_{{01}}} - 1)} {\left( {2 + S_{{03}}^{'}} \right)}}} \right. \kern-0em} {\left( {2 + S_{{03}}^{'}} \right)}}. \\ \end{gathered} $

Из (14) следует, что ${{n}_{{01}}}$ является функцией двух аргументов ${{{\psi }}_{{01}}}$ и $S_{{03}}^{'}.$ Если поле Хиггса отсутствует (${{{\psi }}_{{01}}} = 1$), то из (14) получим: ${{n}_{{01}}} = 0;$ ${{P}_{{{\psi \tau }}}} = 1,$ ${{P}_{{{\psi }01}}} = {{P}_{{\tau }}},$ ${{P}_{{\psi }}} = 1,$ $P_{{\psi }}^{'} = 0;$ скачок скорости ${\delta }{{\upsilon }_{{21}}} = 0$ и ${{\upsilon }_{{21}}} = {{\upsilon }_{{32}}}.$ Наличие поля Хиггса (${{{\psi }}_{{01}}} \ne 1$) приводит к появлению скачка скоростей при пересечении границы гелиопаузы.

Анизотропная модель [7, 8] и выражения (1), (4) позволяют нам получить связи скоростей ${{\upsilon }_{{32}}},$ ${{\upsilon }_{{21}}}$ с характерными скоростями ${{\upsilon }_{{{\psi }u}}},$ ${{\upsilon }_{{eu}}}$ (активных нано и фемтообъектов, входящих в состав солнечного и межзвездного ветров) типа

(15)
$\begin{gathered} {{\upsilon }_{{32}}} = n_{F}^{'}{{\upsilon }_{{{\psi }u}}} = {{{\chi }}_{0}}{{\upsilon }_{{eu}}} = {{{\psi }}_{{01}}}{{\upsilon }_{{21}}}; \\ {{\upsilon }_{{{\psi }u}}} = {{{\xi }}_{{2p}}}{{\upsilon }_{{eu}}};\,\,\,{{{\xi }}_{{2p}}} = {{r_{e}^{*}} \mathord{\left/ {\vphantom {{r_{e}^{*}} {{{r}_{p}}}}} \right. \kern-0em} {{{r}_{p}}}}. \\ \end{gathered} $

На основе (15) находим оценки υeu = = 59.04358906 км · с–1, ${{\upsilon }_{{{\psi }u}}} = 279.9773874\,\,{\text{км}}\, \cdot {{{\text{с}}}^{{ - {\text{1}}}}}.$ Скорость солнечного ветра ${{\upsilon }_{{{\psi }u}}}$ связана с постоянными Хаббла ${{H}_{{01}}}$ и ${{H}_{{02}}},$ ${{H}_{0}},$ $H_{0}^{*},$ $H_{0}^{'},$ скоростями ${{\upsilon }_{{01}}}$ и ${{\upsilon }_{{02}}},$ ${{\upsilon }_{0}},$ $\upsilon _{0}^{*},$ $\upsilon _{0}^{'}$ для моделей из [8] выражениями

(16)
$\begin{gathered} 0.5{{\upsilon }_{{{\psi }u}}} = 2{{\upsilon }_{{02}}} - {{\upsilon }_{{0A}}} = {{\upsilon }_{W}} - {{\upsilon }_{q}} - {{\upsilon }_{{0A}}}; \\ {{\upsilon }_{q}} = {{\upsilon }_{{01}}} - {{\upsilon }_{{02}}} = {{\upsilon }_{W}} - 2{{\upsilon }_{{02}}};\,\,\,\,{{\upsilon }_{W}} = {{\upsilon }_{{01}}} + {{\upsilon }_{{02}}} = \\ = {{\upsilon }_{0}}{{\Omega }_{{tH}}} + {{\upsilon }_{{02}}} = \upsilon _{0}^{*}\Omega _{{tH}}^{*} + {{\upsilon }_{{02}}} = \upsilon _{0}^{'}\Omega _{{tH}}^{'} + {{\upsilon }_{{02}}}; \\ {{\upsilon }_{{0A}}} = {{{{c}_{0}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{c}_{0}}} {{{N}_{{0A}}}}}} \right. \kern-0em} {{{N}_{{0A}}}}}, \\ \end{gathered} $
где скорости ${{\upsilon }_{{0A}}} = 0.84265426\,\,{\text{км}}\, \cdot {{{\text{с}}}^{{ - {\text{1}}}}},$ υW = = 143.615674 км · с–1, ${{\upsilon }_{q}} = 2.784326\,\,{\text{км}}\, \cdot {{{\text{с}}}^{{ - {\text{1}}}}}.$

Скорость ${{\upsilon }_{{hS}}}$ из (8) связана с характерными скоростями реликтовых фотонов ${{\upsilon }_{{ra}}},$ $\upsilon _{{ra}}^{*}$ и скоростями ${{\upsilon }_{{02}}},$ $\upsilon _{0}^{*},$ ${{\upsilon }_{{0{\rho }}}},$ ${{\upsilon }_{W}},$ ${{\upsilon }_{{h{\rho }}}}$ выражениями типа

(17)

Данные, полученные зондом Wind (интервал изменения скоростей солнечного ветра 600–300 км · с–1 (cм. Fig. 6 в [17]), на радиотелескопах УТР-2, УРАН-2 (см. рис. 5 в [17]) показали, что солнечный ветер на орбите и за орбитой Земли состоит из набора потоков частиц с различными скоростями и плотностями. Структура этих потоков зависит от времени, солнечной активности [11, 12]. Анализ межмодовых (внутримодовых) взаимодействий частиц различных потоков [17] был выполнен методом межпланетных мерцаний на основе поведения пространственных и временных корреляционных функций для интенсивности излучения. Значения скоростей ${{\upsilon }_{{{\psi }u}}}$ и ${{\upsilon }_{{ra}}}$ близки к скоростям 270, 280 и 290 км · с–1 отдельных мод солнечного ветра из [17]. Детальный анализ многомодовой структуры солнечного ветра в нашей модели возможен на основе спектров типа ${{\upsilon }_{{{\psi }ux}}} = 2{{\upsilon }_{{{\psi }u}}}{{S}_{{xu}}}$ и ${{\upsilon }_{{rax}}} = 2{{\upsilon }_{{ra}}}{{S}_{{xu}}}.$ Из (17) следует возможность интерпретации скоростей ${{\upsilon }_{{0{\rho }}}}$ и ${{\upsilon }_{{h{\rho }}}}$ как радиальной и поперечной компонент суммарной скорости ${{\upsilon }_{W}}$. Наличие поперечных компонент $ \pm {{\upsilon }_{{h{\rho }}}}$ солнечного ветра вблизи Солнца подтверждают данные, собранные зондом Parker Solar Probe [13–16]. Поведение поперечной компоненты (см. рис. 2 в [14]) является стохастическим и изменяется в диапазоне от 50 до –50 км · с–1. В [16] такое поведение медленного солнечного ветра связывают с наличием экваториальных корональных дыр на Солнце. Быстрый солнечный ветер со скоростями возникает вблизи полюсов Солнца.

В нашей модели возможно описание многомодовой структуры солнечного и межзвездного ветров при пересечении гелиопаузы на основе скоростей ${{\upsilon }_{{eu}}}$ из (15), ${{\upsilon }_{W}}$ из (16), $\upsilon _{{ra}}^{*}$ из (17) и соответствующих им спектров скоростей. Данные (см. рис. 4d [19] и Fig. 2 [21]) подтверждают стохастическое поведение и изменение скорости частиц солнечного ветра при пересечении гелиопаузы от 150 до 100 км · с–1. Сложное динамическое поведение компонент плазмы (рис. 3, 4 из [21]) со скоростями вблизи ${{\upsilon }_{{eu}}},$ $2{{\upsilon }_{{eu}}}$ внутри гелиосферы указывает на наличие граничного слоя вблизи гелиопаузы.

Для оценки характерных энергий ${{{\varepsilon }}_{{0A}}},$ ${{E}_{{0A}}},$ ${{{\varepsilon }}_{{{\lambda }A}}},$ эффективной длины волны ${{{\lambda }}_{A}},$ эффективного числа ${{N}_{{0n}}}$ частиц используем выражения типа

(18)
$\begin{gathered} {{{{E}_{{H0}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{E}_{{H0}}}} {{{{\varepsilon }}_{{0A}}}}}} \right. \kern-0em} {{{{\varepsilon }}_{{0A}}}}} = {{{{E}_{{0A}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{E}_{{0A}}}} {{{E}_{G}}}}} \right. \kern-0em} {{{E}_{G}}}} = {{N}_{{0A}}}; \\ {{{{E}_{{H0}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{E}_{{H0}}}} {{{E}_{{0A}}}}}} \right. \kern-0em} {{{E}_{{0A}}}}} = {{{{{\varepsilon }}_{{0A}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{{\varepsilon }}_{{0A}}}} {{{E}_{G}}}}} \right. \kern-0em} {{{E}_{G}}}} = {{N}_{{0n}}}; \\ {{{{E}_{{H0}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{E}_{{H0}}}} {{{E}_{G}}}}} \right. \kern-0em} {{{E}_{G}}}} = {{N}_{{HG}}} = {{N}_{{0n}}}{{N}_{{0A}}}; \\ {\varepsilon }_{{{\lambda }A}}^{2} = {{{\varepsilon }}_{{0A}}}{{E}_{{0A}}} = {{E}_{{H0}}}{{E}_{G}};\,\,\,\,{{{\lambda }}_{A}} = {{{{a}_{{\lambda }}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{a}_{{\lambda }}}} {{{{\varepsilon }}_{{{\lambda }A}}}}}} \right. \kern-0em} {{{{\varepsilon }}_{{{\lambda }A}}}}}. \\ \end{gathered} $

С учетом ${{N}_{{0A}}} = 3.557716045 \cdot {{10}^{5}},$ NHG = = 1.031830522 · 1016, ${{a}_{{\lambda }}}$ из [7] находим оценки: ${{{\varepsilon }}_{{0A}}} = 351.4400206\,\,{\text{кэВ,}}$ E0A = 4.311073329 эВ, ελA = = 1.230887363 кэВ, ${{{\lambda }}_{A}} = 1.007114093\,\,{\text{нм,}}$ N0n = = 2.900261036 · 1010. Наличие многомодовой структуры ветров, поля Хиггса приводит к замене ${{{\varepsilon }}_{{{\lambda }A}}},$ ${{{\lambda }}_{A}}$ на ${\varepsilon }_{{{\lambda }A}}^{*},$ ${\lambda }_{A}^{*}$ по формулам

(19)
$\begin{gathered} {\varepsilon }_{{{\lambda }A}}^{*} = {{{\psi }}_{{rc}}}{{{\varepsilon }}_{{bb}}};\,\,\,\,{\lambda }_{A}^{*} = {{{{a}_{{\lambda }}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{a}_{{\lambda }}}} {{\varepsilon }_{{{\lambda }A}}^{*}}}} \right. \kern-0em} {{\varepsilon }_{{{\lambda }A}}^{*}}} = 2{{R}_{{{\lambda }A}}}; \\ {{E}_{{{\lambda }A}}} = {{{{R}_{{{\lambda }A}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{R}_{{{\lambda }A}}}} {{{A}_{G}}}}} \right. \kern-0em} {{{A}_{G}}}};\,\,\,\,{{{\varepsilon }}_{{bb}}} = {{{\varepsilon }}_{{0A}}}(\left| {{{S}_{{1u}}}} \right| + {{S}_{{2u}}}); \\ {{{\psi }}_{{rc}}} = {{2{{\Delta }_{{rc}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{2{{\Delta }_{{rc}}}} {E{}_{{0A}}}}} \right. \kern-0em} {E{}_{{0A}}}} = {{({{{\varepsilon }}_{{01}}} - {{{\varepsilon }}_{{02}}}){{S}_{{1u}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{({{{\varepsilon }}_{{01}}} - {{{\varepsilon }}_{{02}}}){{S}_{{1u}}}} {{{{\varepsilon }}_{{02}}}{{S}_{{2u}}}}}} \right. \kern-0em} {{{{\varepsilon }}_{{02}}}{{S}_{{2u}}}}}. \\ \end{gathered} $

Численные значения параметров равны: εbb = = 28.04240401 кэВ, ${{{\psi }}_{{rc}}} = 0.04420725,$ Δrc = = 95.29034744 мэВ, ${\varepsilon }_{{{\lambda }A}}^{*} = 1.239677565\,\,{\text{кэВ,}}$ ${\lambda }_{A}^{*}$ = = 0.999972933 нм, ${{E}_{{{\lambda }A}}} = 0.520365996\,\,{\text{МэВ}}{\text{.}}$ Энергия ${{E}_{{{\lambda }A}}}$ (для частиц внутри гелиосферы) связана с энергией ${{E}_{{{\lambda }L}}}$ (для частиц за гелиопаузой) выражениями типа

(20)
$\begin{gathered} {{E}_{{{\lambda }A}}} = ({{\Omega }_{{{\tau }L}}} + {{n}_{g}}{{\Omega }_{{0G}}}){{E}_{{{\lambda }L}}};\,\,\,\,{{\Omega }_{{0G}}}{{N}_{{0A}}} = \\ = 1.5 + \Omega _{{c1}}^{'} + n_{{F{\tau }}}^{'};\,\,\,\,E_{{rc}}^{2} = E_{{0A}}^{2} - 4\Delta _{{rc}}^{2};\,\,\,\,{{\left( {E_{{rc}}^{'}} \right)}^{2}} = \\ = E_{{0A}}^{2} + 4\Delta _{{rc}}^{2},\,\,\,\,{{\Omega }_{{0G}}} = 4.99501253 \cdot {{10}^{{ - 6}}}; \\ {{E}_{{{\lambda }L}}} = 213.07725\,\,{\text{МэВ}};\,\,\,\,{{E}_{{rc}}} = 4.3068587\,\,{\text{эВ}}; \\ E_{{rc}}^{'} = 4.3152838\,\,{\text{эВ}};\,\,\,\,{{n}_{g}} = 8. \\ \end{gathered} $

Полученные оценки энергий ${{{\varepsilon }}_{{bb}}},$ ${{E}_{{{\lambda }L}}}$ согласуются с энергиями 28 кэВ, 213 МэВ из [18], а энергия ${{E}_{{{\lambda }A}}}$ согласуется с энергией 0.5 МэВ из [20].

Магнитные характеристики частиц ветров имеют особенности поведения при пересечении гелиопаузы: наблюдается скачок магнитного поля с 0.42 до 0.68 нТ (Fig. 1a [19]); компоненты магнитного поля могут иметь различные знаки (рис. 3 [19]); наличие магнитного барьера (рис. 4a [19]); изменение направления компонент магнитного поля (рис. 6b, 6c [19]).

В нашей модели для оценки компонент магнитных полей ${{B}_{{y{\beta }x}}},$ $B_{{y{\beta }x}}^{*}$ используем частотные спектры типа

(21)
$\begin{gathered} {{{\nu }}_{{y{\beta }x}}} = {{{{{\gamma }}_{n}}{{B}_{{y{\beta }x}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{{\gamma }}_{n}}{{B}_{{y{\beta }x}}}} {2{\pi }}}} \right. \kern-0em} {2{\pi }}} = 2{{{\nu }}_{{y{\beta }}}}S_{{0x}}^{'};\,\,\,\,{\nu }_{{y{\beta }x}}^{*} = {{{{{\gamma }}_{n}}B_{{y{\beta }x}}^{*}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{{\gamma }}_{n}}B_{{y{\beta }x}}^{*}} {2{\pi }}}} \right. \kern-0em} {2{\pi }}} = \\ = 2{{{\nu }}_{{y{\beta }}}}{{S}_{{ux}}};\,\,\,\,y = 0,1,2;\,\,\,\,{{{\nu }}_{{y{\beta }}}} = {{{{{\nu }}_{{0y}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{{\nu }}_{{0y}}}} {{{N}_{{ra}}}}}} \right. \kern-0em} {{{N}_{{ra}}}}}; \\ B_{{2{\beta }1}}^{'} = {{B_{{2{\beta }1}}^{*}} \mathord{\left/ {\vphantom {{B_{{2{\beta }1}}^{*}} {\left( {1.5 + n_{{zg}}^{'} + {{S}_{{012}}}} \right)}}} \right. \kern-0em} {\left( {1.5 + n_{{zg}}^{'} + {{S}_{{012}}}} \right)}}; \\ {{{\nu }}_{{00}}} = {{{\nu }}_{{H0}}};\,\,\,\,{{{\nu }}_{{02}}} = {{{\psi }}_{{02}}}{{{\nu }}_{{H0}}}. \\ \end{gathered} $

Здесь мы используем известное ядерное гиромагнитное отношение ${{{{{\gamma }}_{n}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{{\gamma }}_{n}}} {2{\pi }}}} \right. \kern-0em} {2{\pi }}} = 0.6535\,\,{\text{МГц/кЭ}}$ для дейтрона (2H) [4], $n_{{zg}}^{'} = 0.114317037$ [7]. На основе (21) находим оценки: частоты ${\nu }_{{2{\beta }1}}^{*} = 4.435348039\,\,{\text{мГц;}}$ скачка магнитных полей с $B_{{2{\beta }1}}^{'} = 0.419014654\,\,{\text{нТ}}$ до $B_{{2{\beta }1}}^{*} = 0.678706662\,\,{\text{нТ}}$ при пересечении гелиопаузы. Численные значения отклонений полей типа δB = = ${{B}_{{0{\beta }1}}} - {{B}_{{0{\beta }2}}}$ = $0.080401508\,\,{\text{нТ,}}$ δB* = $B_{{0{\beta }1}}^{*} - B_{{0{\beta }2}}^{*}$ = = $0.201919485\,\,{\text{нТ}}$ и ${\delta }B + {\delta }B* = 0.282320993\,\,{\text{нТ}}$ (суммы отклонений) характерны для стохастического поведения магнитного поля от времени внутри гелиосферы и согласуются с литературными данными (рис. 6 [19]).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках анизотропной модели рассмотрены модельные фемтообъекты – активные объекты с размерами порядка классического радиуса электрона. Введены основные параметры модельного фемтообъекта, которые связаны с известными параметрами из квантовой электродинамики и бозоном Хиггса. Показано, что активные фемто и нанообъекты могут определять состав, структуру, поведение солнечного и межзвездного ветров (потоков различных частиц) вблизи Солнца, Земли и в межзвездном пространстве (вблизи гелиопаузы). Оценки радиуса протона, погрешностей измерений (на примере атома водорода) согласуются с экспериментальными данными.

Список литературы

  1. Pohl R., Antognini A., Nez F. et al. // Nature. 2010. V. 466. P. 213.

  2. Beyer A., Maisenbacher L., Matveev A. et al. // Science. 2017. V. 358. P. 79.

  3. Bernauer J.C. // EPJ Web Conf. 2020. V. 234. Art. № 01001.

  4. Вонсовский С.В. Магнетизм микрочастиц. Москва: Наука, 1973.

  5. Agafonova N., Alexandrov A., Anokhina A. et al. // Phys. Rev. Lett. 2018. V. 120. P. 1.

  6. Barnett R.M., Carone C.D., Groom D.E. et al. // Phys. Rev. D. 1996. V. 54. № 1. P. 1.

  7. Абрамов В.С. // Изв. РАН. Сер. физ. 2020. Т. 84. № 3. С. 371; Abramov V.S. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2020. V. 84. № 3. P. 284.

  8. Абрамов В.С. // Вестн. Донецк. ун-та. Сер. А. 2020. № 1. С. 35.

  9. Abramov V.S. // CMSIM J. 2017. № 4. P. 441.

  10. Domínguez A., Wojtak R., Finke J. et al. // Astrophys. J. 2019. V. 885. № 2. P. 137.

  11. Щукина Н. // Вселенная, пространство, время. 2016. № 8(145). С. 4.

  12. Щукина Н. // Вселенная, пространство, время. 2016. № 9(146). С. 16.

  13. McComas D.J., Christian E.R., Cohen C.M. et al. // Nature. 2019. V. 576. P. 223.

  14. Kasper J.C., Bale S.D., Belcher J.W. et al. // Nature. 2019. V. 576. P. 228.

  15. Howard R.A., Vourlidas A., Bothmer V. et al. // Nature. 2019. V. 576. P. 232.

  16. Bale S.D., Badman S.T., Bonnell J.W. et al. // Nature. 2019. V. 576. P. 237.

  17. Kalinichenko N.N., Olyak M.R., Konovalenko A.A. et al. // Kinemat. Phys. Celest. Bodies. 2019. V. 35. № 1. P. 27.

  18. Krimigis S., Decker R., Roelof E. et al. // Nat. Astron. 2019. № 3. P. 997.

  19. Burlaga L., Ness N., Berdichevsky D. et al. // Nat. Astron. 2019. № 3. P. 1007.

  20. Stone E., Cummings A., Heikkila B. et al. // Nat. Astron. 2019. № 3. P. 1013.

  21. Richardson J.D., Belcher J.W., Garcia-Galindo P. et al. // Nat. Astron. 2019. № 3. P. 1019.

  22. Gurnett D.A., Kurth W.S. // Nat. Astron. 2019. № 3. P. 1024.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия РАН. Серия физическая

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал