On the lifetime of the muon state of the electron-muon mass doublet

Summary

In a previous paper the electron and muon masses were derived by combining the author’s general relativistic derivation of the inertial masses of spinor particles from the geometrical field and his model of the « physical vacuum » (from a self-consistent field theory of electrodynamics) in terms of an ideal gas of electron-positron pairs in a particular state that was derived from the theory. It was predicted earlier that in this field theory spinor particles occur in mass doublets. In the electron-muon case, the observation of the « heavy electron » (muon) is a consequence of quadrupolar excitation of the physical vacuum of pairs—correspondingly altering the geometrical field in the vicinity of the observed electron, thereby making it more inertial. In this paper, the lifetime of the heavy electron in this physical vacuum will be determined, de-excitation occurring by the transferral of electromagnetic energy from this heavy electron to the pairs of the physical vacuum by means of a quadrupolar transition. To facilitate the calculation with time-dependent perturbation theory, use is made of Fermi’s multiple-meson production theory, and the improvisation of his theory for break-up reactions by the author. In this way, the ensuing quantitative analysis yields a lifetime for the heavy electron that is of the order of 2.09·10^-6 s, which is within 5% of the observed muon decay rate. It is then shown how the present theory, in which electromagnetic variables are in terms of 2-component spinor fields, explains the reaction Μ → e++Ν in terms of a process that is purely electromagnetic and does not entail neutrinos.

Riassunto

In un articolo precedente si sono dedotte le masse dell’elettrone e del muone combinando la deduzione, effettuata dall’autore in relatività generale, della massa inerziale di particelle spinoriali dal campo geometrico con il suo modello del « vuoto flsico » (in base ad una teoria di campo autoconsistente dell’elettrodinamica) in termini di un gas ideale di coppie elettrone-positone in uno stato particolare che si è dedotto dalla teoria. Si era predetto precedentemente che in questa teoria le particelle spinoriali compaiono in doppietti di massa. Nel caso dell’elettrone-muone, l’osservazione dell’« elettrone pesante » (muone) è una conseguenza dell’eccitazione quadripolare del vuoto fisico delle coppie — che corrispondentemente altera il campo geometrico in vicinanza dell’elettrone osservato, rendendolo cosi più inerziale. In questo articolo si determina la vita media dell’elettrone pesante in tale vuoto flsico, avvenendo la deeccitazione per trasferimento dell’energia elettromagnetica da questo elettrone pesante aile coppie del vuoto flsico tramite una transizione quadripolare, per facilitare il calcolo con la teoria di Fermi della produzione multipla di mesoni, e dell’improvvisazione da parte dell’autore di questa teoria per reazioni di rottura. In questo modo la conseguente analisi quantitativa dà una vita media dell’elettrone pesante dell’ordine di 2.09·10^-6 s, che è entro il 5% del rapporto di decadimento del muone osservato. Si mostra poi come la presente teoria, in cui le variabili elettromagnetiche sono espresse in termini di campi spinoriali a 2 componenti, spiega la reazione Μ→e+Ν+Ν in termini di un processo che è puramente elettromagnetico e non implica neutrini.

РЕжУМЕ

B пРЕДыДyЩЕИ стАтьЕ МАс сы ЁлЕктРОНА И МУОНА ВыВОДьтсь Иж кОМБИНА цИИ ОБЩЕгО РЕльтИВИс тскОгО ВыВОДА, пРЕДлОжЕННОгО АВтОР ОМ, ИНЕРцИАльНых МАсс ВыВОДА, пРЕДлОжЕННОг О АВтОРОМ, ИНЕРцИАльН ых МАсс спИНОРНых ЧАстИц Иж г ЕОМЕтРИЧЕскОгО пОль И МОДЕлИ АВтОРА Дль « ФИжИЧecкОг О ВАкУУМА » (Иж сАМОсОгл АсОВАННОИ пОлЕВОИ тЕ ОРИИ ЁлЕктРОДИНАМИкИ) В тЕ РМИНАх ИДЕАльНОгО гАжА εлЕк тРОН-пОжИтРОННых пАР В кОНкРЕтНОМ сОстОьНИ И, кОтОРОЕ ВыВОДИтсь Иж ЁтОИ тЕОРИИ. B ЁтОИ тЕ ОРИИ РАНЕЕ БылО пРЕДс кАжАНО, ЧтО В МАссОВых ДУБлЕт Ах пОьВльУтсь спИНОР НыЕ ЧАстИцы. B εлЕктРОН-МУОННОМ слУ ЧАЕ, НАБлУДЕНИЕ «тьжЕ лОгО ЁлЕк B εлЕктРОН-МУОННОМ слУ ЧАЕ, НАБлУДЕНИЕ «тьжЕ лОгО ЁлЕктРОНА» (МУОНА) пРЕ ДстАВльЕт слЕДстВИЕ кВАДРУпОльНОгО ВОжБ УжДЕНИь ЁлЕктРОНА» (МУОНА) пРЕ ДстАВльЕт слЕДстВИЕ кВАДРУпОльНОгО ВОжБ УжДЕНИь кВАДРУпОльНОгО ВОжБ УжДЕНИь пАР ФИжИЧЕскОгО ВАкУ УМА, ЧтО сООтВЕтстВЕН НО ИжМЕНьЕт гЕОМЕтРИЧЕскОЕ пОлЕ В ОкРЕстНОстИ НАБлУД АЕМОгО ЁлЕктРОНА, В РЕжУльтА тЕ ЧЕгО ОН ДЕлАЕтсь БО лЕЕ ИНЕРцИ ЁлЕктРОНА, В РЕжУльтА тЕ ЧЕгО ОН ДЕлАЕтсь БО лЕЕ ИНЕРцИАльНыМ. B ЁтОИ ст АтьЕ ОпРЕДЕльЕтсь ВР ЕМь жИжНИ тьжЕлОгО ЁлЕктРОНА В тАкОМ ФИжИЧЕскОМ ВАк УУМЕ, пР ИНЕРцИАльНыМ. B ЁтОИ ст АтьЕ ОпРЕДЕльЕтсь ВР ЕМь жИжНИ тьжЕлОгО ЁлЕктРОНА В тАкОМ ФИжИЧЕскОМ ВАк УУМЕ, пРИЧЕМ, сНьтИЕ ВОжБУжДЕНИь п РОИсхОДИт жА сЧЕт пЕР ЕНОсА ЁлЕктРОМАгНИтНОИ ЁН ЕРгИИ От ЁтОгО тьжЕлО гО Ёл тьжЕлОгО ЁлЕктРОНА В тАкОМ ФИжИЧЕскОМ ВАк УУМЕ, пРИЧЕМ, сНьтИЕ ВОжБУжДЕНИь п РОИсхОДИт жА сЧЕт пЕР ЕНОсА ЁлЕктРОМАгНИтНОИ ЁН ЕРгИИ От ЁтОгО тьжЕлО гО ЁлЕктРОНА пАРАМ ФИжИЧЕскОгО ВА кУУМА сНьтИЕ ВОжБУжДЕНИь п РОИсхОДИт жА сЧЕт пЕР ЕНОсА ЁлЕктРОМАгНИтНОИ ЁН ЕРгИИ От ЁтОгО тьжЕлО гО ЁлЕктРОНА пАРАМ ФИжИЧЕскОгО ВА кУУМА ЁлЕктРОМАгНИтНОИ ЁН ЕРгИИ От ЁтОгО тьжЕлО гО ЁлЕктРОНА пАРАМ ФИжИЧЕскОгО ВА кУУМА пАРАМ ФИжИЧЕскОгО ВА кУУМА пОсРЕДстВОМ кВАДРУп ОльНОгО пЕРЕхОДА. Дль ОБлЕгЧЕНИь ВыЧИслЕНИь c жАВИсьЩЕ И От ВРЕМЕНИ тЕОРИЕИ В ОжМУЩЕНИИ, ИспОльжУЕтсь тЕОРИь МНОжЕстВЕННОгО РОжД ЕНИь МЕжОНО ИспОльжУЕтсь тЕОРИь МНОжЕстВЕННОгО РОжД ЕНИь МЕжОНОВ ФЕРМИ И ИМпРОВИжАцИь ЕгО тЕОРИИ Дль РЕАкцИ И РАспАДА. тАкИМ ОБРАжОМ пОслЕД УУЩИИ кОлИЧЕстВЕННы И АНАлИж ДАЕт ФЕРМИ И ИМпРОВИжАцИь ЕгО тЕОРИИ Дль РЕАкцИ И РАспАДА. тАкИМ ОБРАжОМ пОслЕД УУЩИИ кОлИЧЕстВЕННы И АНАлИж ДАЕт ВРЕМь жИжНИ Дль тьжЕл ОгО ЁлЕктРОНА, кОтОРО Е сОстАВльЕт 2.09.10-6 сЕк. ЁтА ВЕлИЧИНА c тО ЧНОстьУ 5 % сОВпАДАЕт c Н АБлУД тАкИМ ОБРАжОМ пОслЕД УУЩИИ кОлИЧЕстВЕННы И АНАлИж ДАЕт ВРЕМь жИжНИ Дль тьжЕл ОгО ЁлЕктРОНА, кОтОРО Е сОстАВльЕт 2.09.10-6 сЕк. ЁтА ВЕлИЧИНА c тО ЧНОстьУ 5 % сОВпАДАЕт c НАБлУДАЕМОИ ВРЕМь жИжНИ Дль тьжЕл ОгО ЁлЕктРОНА, кОтОРО Е сОстАВльЕт 2.09.10-6 сЕк. ЁтА ВЕлИЧИНА c тО ЧНОстьУ 5 % сОВпАДАЕт c НАБлУДАЕМОИ сОстАВльЕт 2.09.10-6 сЕк. ЁтА В ЕлИЧИНА c тОЧНОстьУ 5 % с ОВпАДАЕт c НАБлУДАЕМОИ сОВпАДАЕт c НАБлУДАЕМ ОИ ИНтЕНсИВНОстьУ МУОН НОгО РАспАДА. жАтЕМ пО кАжыВАЕтсь, кАк ДАННАь тЕОРИь, В кО тОРОИ ЁлЕктРОМАгНИт НыЕ пЕРЕМЕННыЕ пРЕДстАВ льУтсь В ВИДЕ ДВУх-кОМ пОНЕНтНых пЕРЕМЕННыЕ пРЕДстАВ льУтсь В ВИДЕ ДВУх-кОМ пОНЕНтНых спИНОРНых пОлЕИ, ОБЩь сНьЕт РЕАкцИУ u ± e + v + v В тЕР МИНАх пРОцЕссА, кОтОРыИ пРЕ ДстАВльЕт ЧИстО ЁлЕк тРОМАгНИтНыИ пРОцЕсс И НЕ пРИВОДИт к РОжДЕНИУ Н ЁлЕктРОМАгНИтНыИ пР ОцЕсс И НЕ пРИВОДИт к Р ОжДЕНИУ НЕИтРИНО. НЕИтРИНО.