Если взаимодействие двух винтовых вихревых колец происходит на расстоянии, соизмеримом с толщиной пограничного слоя, то поверхности вихрей, примыкающие друг к другу, попадут в пограничные слои, в то время как противоположные стороны вихрей окажутся в области нормальных градиентов скоростей эфиров. Если же взаимодействие колец происходит вне пограничного слоя, то обе стороны кольца попадут в область нормального градиента скоростей.

Рис. 5.2. Зависимость энергии взаимодействия между нуклонами (протонпротонное и протон-нейтронное взаимодействия) от расстояния между ними при антапараллельных спинах

      Силы, действующие на вихри в первом случае, будут существенно превышать силы, действующие на вихри во втором.

      Как в первом, так и во втором случаях взаимная ориентация вихрей определяется тороидальным движением газа, поэтому потоки газа на поверхностях вихрей, обращенных друг к другу, будут направлены в противоположные стороны, благодаря чему давление газа в промежуточном между вихрями слое газа будет пониженным, при этом энергия взаимодействия нуклонов определится выражением

Рис. 5.3. Положения вихревых торов: неустойчивое (а) и устойчивое (б)

      Уменьшение давления в слое газа между вихрями заставляет их прижиматься друг к другу. При этом из двух возможных способов соединения более устойчивым будет то, при котором вихри взаимодействуют боковыми сторонами, так как при таком способе длина общего потока газа наименьшая, что и соответствует минимуму энергии системы или максимуму энергии связи (рис. 5.3).

      Очевидно, что если один из вихрей имеет помимо тороидального еще и кольцевое вращение, то градиент скорости будет еще больше и энергия взаимодействия между вихрями будет также большей, чем в случае, когда кольцевого вращения нет.

      На основании изложенного можно ожидать, что если нуклоны представляют собой кольцевые вихри, то при сопряжении их боковыми поверхностями в пределах пограничного слоя силы взаимодействия будут различаться в зависимости от того, различаются они между собой направлением и величиной кольцевого движения или нет.

      Если взаимодействуют два нейтрона, то у обоих нет кольцевого вращения по внешней поверхности; если же взаимодействуют два протона, то хотя у них у обоих имеется кольцевое вращение, но при антипараллельной ориентации протонов относительно друг друга в промежуточном между протонами слое кольцевое вращение создаст дополнительный поток эфира в общем направлении, следовательно, дополнительного градиента скоростей в этом случае за счет кольцевого вращения не будет, и произойдет некоторое отталкивание частиц. Таким образом, можно ожидать, что порядок величин взаимодействия нейтрона с нейтроном и протона с протоном будет один и тот же, но у протонов величина притяжения все же будет несколько меньше, следовательно, энергия взаимодействия двух протонов будет несколько меньше, чем двух нейтронов.

      Если же взаимодействуют протон с нейтроном, то наличие градиента скоростей за счет вращения только протона должно существенно увеличить энергию взаимодействия.

Рис. 5.4. Дистанционное взаимодействие тороидальных винтовых вихрей при нахождении в общей плоскости (а), при соосном положении (б), в общем случае (в)

      При соединении колец боковыми поверхностями внешнее давление деформирует вихри, и они, прижимаясь друг к другу, приобретают общую форму, приближающуюся к шаровой. Взаимодействие двух вихревых колец соответствует сильному ядерному взаимодействию. Рассмотрим дистанционное взаимодействие двух вихревых колец, расположенных вне пограничного слоя, что соответствует электромагнитному взаимодействию нуклонов.

      На рис. 5.4 показаны три положения второго вихревого кольца относительно первого. Первоначальное положение второго кольца относительно первого изменится, как только второе кольцо попадет в тороидальный поток первого кольца, так как при этом возникают силы давления, заставляющие второе кольцо развернуться, чтобы направление его оси совпадало с направлением тороидального потока газа. Именно в этом положении по периферии второго кольца имеет место наибольший градиент скоростей тороидального движения среды и второго кольца, а следовательно, и наименьшее давление, что и удерживает второе кольцо в этом положении.

      Если второе кольцо находится в плоскости первого (рис. 5.4, а), то на стороне, ближайшей к первому кольцу, будет наименьшее значение градиента кольцевой скорости, т. е. наибольшее давление, с противоположной стороны — наибольший градиент скорости, т. е. наименьшее давление. Таким образом, при одинаковом направлении кольцевого движения в винтовых кольцах относительно тороидального эти кольца будут отталкиваться. Сила отталкивания пропорциональна градиенту кольцевых скоростей движения среды в окрестностях второго кольца и самого второго кольца:

      При соосном положении колец (рис. 5.4, б) взаимодействие происходит по площади колец, при этом градиент кольцевой скорости между кольцами меньше, чем с противоположной стороны. Величина силы отталкивания определяется тем же выражением, хотя взаимодействие колец теперь происходит по торцам, а не по образующим.

      Естественно, что те же положения справедливы и по отношению к первому кольцу, которое будет находиться в поле скоростей второго кольца. Таким образом, между кольцами будет действовать отталкивающая сила, пропорциональная интенсивности их кольцевых движений и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними (рис. 5.5, а).

      Если же направление вращения второго кольца относительно его тороидального движения противоположно тому, которое имеет пер-

Рис. 5.5. Распределение скоростей кольцевого движения и давлений в среде при одинаковом (а) и противоположном (б) направлениях кольцевого движения

вое кольцо, то градиент скоростей приобретает вид, представленный на рис. 5.5, б, и все силы, действующие на кольцо, меняют свое направление на противоположное - вместо отталкивания имеет место притяжение. В остальном все будет так же, как и в случае, рассмотренном выше.

      Таким образом, относительная ориентация кольцевого и тороидального движений, т. е. знак винтового движения тела кольца (право- или лево-винтовое движение), определяет направление сил, воздействующих на винтовые вихревые кольца.

      Сопоставляя взаимодействие колец с поведением заряженных частиц, можно сделать следующие выводы.

      1. Поскольку факт притяжения или отталкивания определяется направлением кольцевого вращения относительно тороидального, то заряд следует отождествить с наличием кольцевого вращения а полярность - с ориентацией кольцевого движения относительно тороидального. Величина заряда

      2. Поле скоростей кольцевого движения не обладает полной симметрией, особенно в непосредственной близости от вихревого кольца.

      Внутреннее строение вихревого винтового тороида, как и всякого газового вихря, должно быть трубчатым с уплотненными стройками. В центральной части тороида может оказаться канал, расположенный вдоль основной оси, хотя известен вихрь, не имеющий такого канала, так называемый вихрь Хилла [16].

      Если в результате каких-либо внешних причин, например взаимодействия с другим вихревым кольцом, образуется градиент кольцевой скорости, то далее этот градиент может оказаться устойчивым,

Рис. 5.6. Два устойчивых состояния распределения кольцевой скорости в среде при наличии вихревого движения без пограничного слоя (а) и с пограничным слоем (б)

и кольцевое вращение не будет передаваться за пределы пограничного слоя (рис. 5.6). В этом случае тороидальное движение будет по-прежнему продолжаться, хотя интенсивность его окажется несколько сниженной. Малая доля кольцевого вращения, образованного внутренней частью кольца, может сохраняться и при наличии пограничного слоя и передаваться тороидальным потоком среде.