Propuesta para un modelo predictivo del protón

Antecedentes

La ecuación correspondiente al magnetón de Bohr, utilizada para el cálculo del momento magnético intrínseco del electrón, no es aplicable para el protón porque es una partícula compuesta con una determinada estructura.

En los comienzos de la Cromodinámica Cuántica los investigadores asignaron unos valores de carga y masa a tres partículas, que denominaron quarks, para compatibilizar la ecuación del magnetón de Bohr con los valores experimentales del momento magnético del protón.

Esta conclusión matemática inicial, por ajuste y no predictiva, con partículas de masas diferentes y cargas eléctricas fraccionarias, proporciona una buena precisión del 0,25% pero no predice ni radio, ni forma, ni tipo de movimiento y carece de significado físico.

Los actuales modelos mejorados predicen valores con precisiones del orden del 3%, pero sin fórmula exacta.

Descripción resumida del modelo y desarrollo matemático

Se propone un sistema compuesto por tres partículas similares e + e + e – con masa igual a la tercera parte del protón (m/3) y carga eléctrica (e) igual a la del electrón, pero con distintos signos, que simétricamente dispuestas describen una órbita circular con una velocidad angular de giro (ω), estando situado el centro de acción de carga y masa a una distancia (RB) del centro de giro del conjunto (0). El sistema se mantiene estable mediante la interacción fuerte centrípeta.

La suma de los momentos magnéticos intrínsecos de las tres partículas es cero.

Expresión para el cálculo del radio de la órbita de giro intrínseca de cada una de las tres partículas e + e + e – (sección PROCESO MATEMATICO, apartado Cálculo del Radio de giro)

Dibujo únicamente ilustrativo (no se han representado las velocidades de giro intrínsecas)

Expresión para calcular la velocidad angular de giro

Una porción de la masa de la partícula (mθ) se acumula en un arco de circunferencia (θ) representado con trazo grueso y la porción restante se sitúa a lo largo del arco inferior de trazo fino cuyo ángulo es (2π-θ).

Expresión para determinar el valor de γθ

El centro de acción de masa y carga eléctrica coincide con el baricentro del sistema. Cálculo de θ

Expresión para el radio de giro del centro de acción de masa y carga eléctrica

Cálculo del momento magnético

Conclusión

Mediante un método predictivo basado en la disminución del tamaño del electrón con el aumento de su energía cinética y del valor del radio de giro del centro de acción de masa y carga eléctrica del sistema, calculado por el método del baricentro, se ha desarrollado una expresión matemática para el cálculo del momento magnético del protón compatible con los resultados experimentales con un error del 2,7%.

Como la precisión obtenida es comparable a la precisión de los modelos actuales, se considera al modelo propuesto como válido para ser evaluado en una siguiente etapa con los requisitos y procedimientos correspondientes a una nueva línea de investigación.

Una teoría sobre la estructura del neutrón

Antecedentes

El neutrón es un hadrón integrante del núcleo atómico, fue teorizado en 1920 y descubierto en 1932. Tiene una masa de 939,565 MeV/c2 , una carga eléctrica nula, un momento magnético de -9,662×10-27 J/T y un spin de 1/2.

Únicamente es estable en el interior del núcleo atómico. Como partícula libre es inestable desintegrándose en un protón, un electrón y un antineutrino electrónico, con una vida media de 879 s.

Enunciado de la teoría y representación gráfica de la estructura únicamente con carácter ilustrativo

Se considera al neutrón como el resultado de la combinación endotérmica entre un protón y un electrón.

Un electrón con una energía cinética mínima de 0,782 MeV se combina con las dos partículas positivas del protón transfiriéndoles a cada una de ellas la mitad de su carga eléctrica y de su energía. Las partículas positivas aumentan su energía a 313,4 MeV y disminuyen su carga eléctrica a 0,5 e.

Las tres partículas no se disponen simétricamente. El desfase angular entre las partículas positivas es de 3π/4 rad y la partícula negativa se sitúa a 5π/8 rad de las respectivas partículas positivas.

La suma de los momentos magnéticos extrínsecos de las tres partículas es cero.

La suma de los momentos magnéticos intrínsecos de las tres partículas corresponderá al momento magnético observado. Su valor es de -9,367×10-27 J/T que representa un error del 3%.

Una teoría sobre la naturaleza del fotón

Antecedentes

En la actualidad, básicamente, se considera al fotón como una partícula elemental que transporta la mínima cantidad de energía de un campo electromagnético. Es un bosón con masa en reposo y carga eléctrica nulas, espín 1, velocidad de propagación en el vacío c igual a 299792458 m/s, con una onda asociada cuya longitud λ es el cociente entre el producto de la constante de Planck h multiplicada por c y la energía K que transporta

Enunciado de la teoría, representación únicamente ilustrativa de la estructura y ejemplos

Se considera al fotón como el resultado del enlace estable entre n elementos con carga eléctrica negativa y n anti elementos con carga eléctrica positiva (sección INICIO apartado Enunciado de la Hipótesis).

El valor de n es el producto del número normalizado de elementos que componen el electrón 2𝜋(ℏ𝑐 / 𝐺𝑚𝑜 2)1⁄2 por el cociente entre la energía del fotón y la suma de la energía relativista del electrón más dos tercios de la del protón

Dibujo únicamente ilustrativo de la estructura del fotón (no se ha representado el giro intrínseco)

Ejemplos

Análisis simplificado del mecanismo de formación de fotones mediante la transición del electrón del átomo de hidrógeno a niveles inferiores de energía (representaciones gráficas únicamente ilustrativas)

Fase inicial correspondiente a la deformación y disminución progresiva del radio R de la órbita intrínseca del electrón por efecto del aumento de su energía cinética K al aproximarse al protón (sección PROCESO MATEMATICO, apartado Cálculo del radio de giro) y expulsión de elementos que se dirigen hacia el protón atraídos por los anti elementos que contiene.

Fase final correspondiente a la combinación estable entre los elementos expulsados por el electrón y el mismo número de anti elementos contenidos en el protón dando origen al fotón que sale expulsado hacia el exterior del átomo con una velocidad c y una determinada energía cinética K. El proceso finaliza con las estabilizaciones de las órbitas intrínseca y extrínseca del electrón que orbitará a una distancia menor del protón en función del correspondiente nivel energético final.

Una teoría sobre la naturaleza del neutrino

Antecedentes

El neutrino es una partícula muy difícil de detectar. Su existencia se teorizó en 1930 y fue descubierta en 1956, es un fermión con masa muy pequeña (< 0,4 eV/c2 ) y carga eléctrica nula que prácticamente no interacciona con la materia debido a su extremadamente baja sección eficaz de 10-20 barns (10-44 cm2 ) frente a los valores de fotones 0,21 barns y de electrones 104 barns mucho más elevados. Energía de referencia 1 MeV para todos los casos.

Estrictamente, un fermión elemental como el neutrino debe de tener carga eléctrica para evitar el colapso gravitatorio y la formación de una singularidad. En la actualidad se utiliza el concepto de mili carga del neutrino para asignarle una pequeñísima carga eléctrica compatible con el resto de propiedades observadas.

Valores actualmente estimados para la mili carga del neutrino en múltiplos de la carga del electrón e

Enunciado de la teoría

Se considera al neutrino y al anti neutrino como fragmentos de electrones y positrones que son expulsados por el núcleo atómico como productos de diversas reacciones exotérmicas con velocidades prácticamente iguales, aunque inferiores, a la velocidad de propagación de la luz en el vacío c. Su carga eléctrica y masa en reposo son inferiores a la billonésima parte del electrón.