Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 28. 9 augusti 1947 - Insänt: Energi, massa och materiens struktur, av Bengt Oom
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
592
TEKNISK TIDSKRIFT
kraftverkan genom rummet, som alltid finns vid närvaro
av elektriska laddningar eller magneter, utan något
medium, som förmedlar densamma? Krafter måste dock så
att säga "ta spjärn" någonstans för att kunna verka. Det
gamla försöket med järnfilspån i ett magnetfält visar på
ett slående sätt, att mekaniskt mätbara krafter, vilka måste
förmedlas av en eter, verkar på spånen. Som ett annat
exempel kan man nämna, att ljuset är en transversell
vågrörelse. Men hur skall man tänka sig en svängningsrörelse
utan något som svänger?
Dylika frågor kan icke slås bort med fraser om
"kraftfält". Ty kraftfälten är endast sekundär fenomen, nämligen
de för oss påvisbara verkningarna och yttringarna av etern.
Mycket talar således för, att det icke blott är rimligt utan
även nödvändigt att anta existensen av en eter. Vi måste
då givetvis även göra oss vissa föreställningar rörande
denna eters natur. Vill vi använda ovanstående bild, måste
vi sålunda, som nämnts, bl.a. anta att i etern råder ett
högt absolut tryck. Antar vi vidare, att etern icke är ett
kontinuum utan diskontinuerligt ("atomistiskt") uppbyggd,
är det lätt att tänka sig att detta tryck härrör från
repellerande krafter mellan eterpartiklarna. Givetvis måste
man anse etern uppbyggd av endast ett slags partiklar.
Eterpartikeln är således den enda verkliga
elementarpartikeln.
På grund av eterpartiklarnas inbördes repulsion, som är
lika stor åt alla håll, måste partiklarna ligga på samma
inbördes avstånd i alla riktningar, dvs. i kubisk tätaste
kulpackning. Varje eterpartikel är således utsatt för ett
likformigt tryck från alla omgivande partiklar.
Det, som vi kallar elementarpartiklar, dvs. anser vara de
minsta enheterna för ponderabel materia, är alltså enligt
ovanstående föreställningar hålrum i etern. Vi kan således
med hänsyn till (1) uppställa följande samband för en
elementarpartikels energiinnehåll
p- v\=m- c2 (3)
där p = eterns absoluta tryck i dyn/cm2,
v = elementarpartikelns volym i etern i cm3,
m = elementarpartikelns massa i g,
c = 3 • 1010 cm/s.
Om vi till att börja med anser hålrummen i etern ha
sfärisk form, kan vi i (3) direkt använda oss av de ovan
angivna värdena för elementarpartiklarnas radier och
massor för att beräkna etertrycket. Vi får då etertrycket p ca
1032 dyn/cm2.
För att kunna förklara, hur dessa hålrum i etern får en
viss mekaniskt mätbar massa, måste vi tänka oss, att de
ger upphov till extra mekaniska spänningar (tryck) i den
omgivande etern. Spänningarna uppkommer genom att de
eterpartiklar, som närmast omger hålrummet, av
etertrycket tryckes något in mot hålrummet och sålunda
rubbas något från sina ursprungliga lägen, varigenom deras
inbördes repulsionskrafter ändras. Dessa spänningar är
detsamma som elektriska fält, och en elementarpartikel
kan således tolkas som ett hål i det elektromagnetiska
fältet. Spänningarna yttrar sig som ett motstånd varje
gång hålrummet vill ändra rörelsetillstånd, dvs. ger åt
hålrummet en viss massa. Ty massa är ju ingenting annat
än motstånd mot rörelseändring.
Detta motstånd mot rörelseändring, som spänningarna
förorsakar, är emellertid ej lika stort vid alla hastigheter
hos hålrummet utan är större ju fortare hålrummet rör
sig. Förmodligen beror detta på, att spänningarna blir
olika stora, när hålrummet rör sig med olika hastighet i
förhållande till etern. Ty spänningsutjämningar i etern sker
icke momentant utan med ljusets hastighet.
I varje fall förstår vi nu omedelbart, varför en
elementarpartikels massa varierar med hastigheten, dvs. vi har
fått en förklaring på fall 2. ovan. Vi förstår också varför
ljushastigheten är en kritisk hastighet, vid vilken massan
blir oändligt stor. Orsaken därtill och till att spänningarna
över huvud taget förorsakar motstånd mot rörelseändring
är, som nämnts, att spänningsutjämningar i etern ej sker
momentant utan med ljusets hastighet.
För att kunna förklara massdefekten och de krafter, som
sammanhåller atomkärnorna (fall 3. ovan) är vi tvungna
att något modifiera ovanstående bild av
elementarpartiklarna. I stället för att tänka oss dem som sfäriska hålrum,
omgivna av symmetriska spänningar i etern, får vi tänka
oss dem ha någon annan geometrisk form, vilken är olika
för olika elementarpartiklar. Ovan angivna "radier" hos
elementarpartiklarna får alltså uppfattas som medelradier.
Härigenom kan även elementarpartiklarnas olika
egenskaper förklaras. Sålunda kan neutronen tänkas ge
upphov till mycket svaga, symmetriska spänningar, medan
de av protonen förorsakade spänningarna är kraftiga och
samtidigt starkt osymmetriska, vilket innebär, att
mätbara elektriska krafter uppstått. Neutronen är sålunda en
elektriskt neutral partikel, medan protonen får positiv
elektrisk laddning.
Etertrycket strävar emellertid att utjämna protonens
osymmetriska spänningsfördelning. Om därför en proton
kommer i sådant läge i förhållande till en neutron, att
neutronen avskärmar en del av protonens spänningar,
fast-klämmes protonen och neutronen mot varandra av
etertrycket. Den sålunda bildade atomkärnan (deutonen) ger
ej upphov till fullt så starka spänningar i etern som en
proton och neutron var för sig, och vid dess bildning har
etern uträttat ett visst arbete. På grund av de mindre
spänningarna har den en något mindre massa än summan av en
protons och en neutrons massa. Skillnaden i spänningar
(massa) är ekvivalent med det av etertrycket uträttade
bildningsarbetet. Därmed är alltså massdefekten förklarad
Vi förstår även omedelbart, vilka krafter det är, som
håller atomkärnorna samman. Det är ett yttre tryck,
eter-trycket, som håller ihop atomkärnorna, ej mystiska
attraktionskrafter mellan lika laddade eller oladdade och
laddade partiklar, som den nuvarande atomteorin antar.
Vid en närmare penetrering av problemet framgår också,
att en atomkärna icke kan bestå enbart av ett flertal
neutroner eller enbart av ett flertal protoner.
Vid de tyngsta atomkärnorna, där ett stort antal
neutroner och protoner är "hopklumpade", blir emellertid
jämviktsläget mellan partiklarna labilt, ty etertrycket belastar
kärnorna ojämnt. Då atomkärnorna befinner sig i inre
svängning, kan det hända att jämviktsläget i en kärna
rubbas, så att en söndertryckning av kärnan sker. Ett
"hörn" av "hopklumpningen" (t.ex. en neutron, en proton
eller en ac-partikel) "bräckes loss" och slungas bort. I
sönderfallsögonblicket sker nämligen tack vare etertrycket en
inre omlagring i kärnfragmenten, så att massdefekten
ökas. Det därvid av etern uträttade arbetet ger sig till
känna som rörelseenergi hos kärnfragmenten eller som
y-strålning.
Den vid radioaktiva processer utvecklade energin är alltså
en av etern uträttad arbetsmängd.
Såväl vid de vanliga radioaktiva processerna som vid
kärnklyvningsprocesserna utnyttjas endast massdefekten,
vilket, som nämnts, betyder att elementarpartiklarna
om-lagras till stabilare bildningar med större massdefekt, dvs.
mindre spänningar i etern. Vid atombombens explosion
minskas sålunda massan endast med 0,1 %. Men teoretiskt
kan man naturligtvis även tänka sig att överföra
elementarpartiklarnas massa i energi. Om elementarpartiklarnas
hålrum bringas att störta samman under eterns tryck, blir
följden vibrationer i etern, dvs. elektromagnetisk strålning.
Massa har sålunda förintats under uppkomst av en
ekvivalent mängd energi. Detta kan även uttryckas så, att
potentiell elektrisk fältenergi övergått i kinetisk
elektromagnetisk.
Tyvärr torde det åtgå lika mycket energi att få
elementarpartiklarna att störta samman som det därvid frigöres,
varför elementarpartiklarnas energiinnehåll aldrig praktiskt
kan utnyttjas. Det medför dock det goda, att tusen gånger
så kraftiga atombomber aldrig kan erhållas. Bengt Oom
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
