Типы вихрей

В природе существует только два типа вихрей: вихри с одним направлением вращения, которые получили название вихри Тейлора, и вихри с двумя направлениями вращения, называемые вихрями Бенара (или Бернара). Вихрями Тейлора являются дымовое кольцо, выпускаемое, скажем, курильщиками (назовём его первым типом),


Рисунок 1
солитон, катящийся по дну водоёма (назовём его вихрем Тейлора второго типа),



Рисунок 2
или цунами, катящееся по границе между водой и атмосферой. Вихри Бенара также бывают двух типов: анаполь (термин предложен академиком Зельдовичем), который можно назвать и фермионом Майораны,



Рисунок 3
и вихрь Бенара второго типа типа торнадо.



Рисунок 4


Вихри являются вращающимися объектами. А к вращающимся объектам неприменим 3 закон Ньютона: действующей силе противодействует противодействующая сила, имеющая направление противоположное направлению действующей силы. Уже детская игрушка юла или волчок демонстрирует, что подействовав на неё в одном направлении, мы не получим Ньютоновского противодействия. Вращающиеся объекты подчиняются не Ньютону, а правилу прецессии.

В моей интерпретации правило прецессии звучит следующим образом:
Действующей на вращающийся объект силе противодействует сила, направленная в перпендикулярном направлении и смещённая в направлении вращения.

Рассмотрим с позиции правила прецессии дымовое кольцо рис 1. Дымовое кольцо катится в воздухе своей внешней поверхностью. Внутренняя же поверхность напротив скользит по воздуху. Естественно возникающая сила трения скольжения действует по касательной к внутреннему радиусу тора. Противодействующая сила действует в перпендикулярном направлении и смещена в направлении вращения. Т.е. противодействующая сила направлена от внутреннего к внешнему радиусу тора дымового кольца. И дымовое кольцо обязано увеличивать свой внешний радиус. В результате кольцо увеличивается в размерах и самоуничтожается.

Также просто рассматривается и солитон. Элементами солитона (да и всех вихревых образований) могут быть только вихри. Ведь в противном случае вместо правила прецессии мы должны были бы применять 3 закон Ньютона. И противодействующая сила, действующая в обратном направлении, уничтожила бы вращение. И вихри не смогли бы существовать. Как видно из рис 2, элементы вихря двигаются по концентрическим окружностям. Это можно подтвердить и экспериментально полученным рисунком Сировича с соавторами, отделив друг от друга вихри противоположного направлениями вращения.


Рисунок 5
Элементы внутренней окружности описывают меньшее расстояние по сравнению с элементами внешней окружности. Трение скольжения возникает по касательной. Противодействующая сила направлена по радиусу. А т. к. внутренняя окружность вращается по отношению к внешней, то противодействующая сила имеет центростремительный характер.


При этом внешняя окружность не знает, что находится за внутренней окружностью. Поэтому центростремительная сила действует не на одну внутреннюю окружность, а на весь объект, заключённый в пределах внутренней окружности. Противодействующая сила действует по радиусу на рассматриваемый объект. Он же в свою очередь является вращающимся объектом, к которому применимо правило прецессии. Появляется уже вторичная противодействующая сила, действующая по касательной. Следовательно скорость вращения внутреннего объекта обязана увеличиться. Повторив эти рассуждения для следующей внутренней окружности, мы выясним, что в вихре Тейлора второго типа скорость вращения увеличивается в направлении центра.

Анаполь (рис 3) существует только для заряженных частиц. Причём в центре анаполя могут находиться либо электроны, вокруг которых по замкнутым спиралям вертятся позитроны, либо протяженные положительно заряженные частицы (скажем в форме цилиндриков), вокруг которых также по замкнутым спиралям вертятся электроны. Как известно, при движении токов одного знака в одном направлении они притягиваются друг к другу. Логично предположить, что притягиваются друг к другу токи разного знака, двигающиеся в противоположных направлениях. Как электроны, так и позитроны покоиться не могут, также как не могут и не вращаться. Но они обязаны притягиваться друг к другу. Поэтому они обязаны не только двигаться в противоположных направлениях, но и вращаться в противоположных направлениях. Поэтому анаполи первого типа (позитроны которых вращаются вокруг электронов, расположенных в центре тора) не создают сил, направленных вне тора. Возникающие в одиночном анаполе силы направлены только внутрь тора. Зельдович и предложил понятие анаполя, в котором заряженные частицы двигаются, но магнитного поля не создают.

Букреев В.С.
https://bvs1940.wixsite.com/mysite/tipy-vihrej