Heraustreten von Magnetfluss aus dem Elektron

Die vg. Reduzierung von im Elektron enthaltenem Magnetfluss ist aber nicht als eine bloße Vereinfachung zu verstehen, sondern steht für den aus den Innenschalen des Elektrons pro einer Elementardauer (1t) in die erste Raumschale der Umgebung des Elektrons heraustretenden (abfließenden) Magnetfluss gemäß F_A=h/e·ja/2=h_s/e·ja/2·4p/ja bzw. F_A=h_s/e·2p=½·(h_s/½e·2p)=½·F_e!

Demnach verbleibt im Elektron ein Gesamt – Magnetfluss von F=F_ges bzw. von F_ges=½[Z·(Z+1)-Z]·F₀, womit sich der Ausdruck F_ges=½Z²·F₀ ergibt. Aus den Innenschalen abgeflossen ist damit im Mittel F₀·½Z=½F_e, was dem halben Elektron - Magnetfluss entspricht. Beobachtet wird aber das Auftreten des ganzen Elektron – Magnetfluss - Quantums (1·F_e). Der noch fehlende halbe Elektron - Magnetfluss wird dadurch ausgeglichen, dass die in den einzelnen Schalen wie elektrischen Ströme umlaufenden Elementarladungen zugleich mit c? Geschwindigkeit auf Elementarradius (1l) rotieren. Entsprechend der Formel F_rot=E_rot/½i_el0 ergibt sich dann pro Schale ein durch Rotation zusätzlich verursachter Magnetfluss von F_rot=[½h_s/t·ja/2]·1/½e·2pt. Durch Kürzen von t ergibt sich F_rot=½·F₀. Durch diesen Vorgang, der in jeder der Z Schalen gleich abläuft, kommt es insgesamt zu F_rot=½Z·F₀ an Magnetfluss. Dass bei der Rotation die Energie gemäß ½h_s/t nur hälftig anzusetzen ist, steht ganz im Einklang zu den im Kapitel „Erschließungswirkung“ dargelegten besonderen Natur der Rotation.

Insgesamt tritt somit aus dem Elektron F_A=2·½F_e an Magnetfluss heraus. Wie wir gesehen haben wird dieser Fluss je hälftig durch Umlauf und hälftig durch Rotation erzeugt! Der Abfluss erfolgt über eine Austrittsfläche, die wie eine 2l - dicke Kreisringfläche mit Außenradius r_m und Innenradius r_m-2l aufzufassen ist, eben als Kreisringfläche, d. h. als Kreis mit ausgesparter „Elektronkernfläche“. Dieser Ansatz steht in Einklang mit der Tatsache, dass Magnetfluss wie durch eine Kreisfläche hindurchgehend beobachtet wird, wobei in diesem Beispiel der Magnetfluss durch einen im Mantel eines beliebig langen Hohlzylinders mit c – Geschwindigkeit auf (allerdings mehr als mikroskopisch kleinem) Radius (r_m-l) kreisenden elektrischen Strom (1e·c/2p(r_m-l) über eine Teillänge von 1·(r_m-l) induziert wurde. Der Außenradius ist mit r_m anzusetzen, weil der Beobachtungshorizont von außen her kommend am Elektronrand endet. Die Dicke 2l ist anzusetzen, weil sie den Durchmesser der Elektronmassenkugel bedeutet, die auf Radius (r_m-l) mit c – Geschwindigkeit kreisend pro einem Umlauf die Erschließungswirkung ½h=½m_es·c·2p(r_m-l)+½h_s·2p erzeugt. Der Ausdruck rechts neben dem Pluszeichen entspricht dem Ausdruck ½m_es·c·2pl und resultiert aus der vg. Eigenrotation der Masse. Demnach ist ein Umlauf der Elektronmasse auf Radius r=r_m-l möglich, weil auch dieser (feinkorrigierte) Umlauf, wegen der Eigenrotation der Elektronmasse auf l - Radius, immer noch im Einklang mit der Bahnquantenbedingung steht! Es ist damit so, dass auch die Bahn - Wirkungserzeugung in der gleichen Kugelschale stattfindet wie die Flusserzeugung.

Wir beachten nun noch die Besonderheit, dass in den beiden Schalen der Austrittsfläche eine Art „Rückwärtsrotation“ angenommen werden muss. Durch diese Annahme erreichen wir eine Feinkorrektur zur Verringerung des austretenden Magnetflusses, so dass pro einer Elementardauer (1t) aus dem Inneren des Elektrons Magnetfluss gemäß [(Z-2)·(½·F₀)]+[½·F_e] austritt. Insgesamt beträgt das abgegebene bzw. aus dem Elektron in die beobachtbare Umgebung herausgetretene „ganze“ Elektron – Magnetfluss - Quantum dann F_A=1·F_e-1·F₀=ja/2·h/½e·(1-ja/2). Der Minusausdruck bedeutet, dass im 2l - dicken Austrittsbereiches des Elektrons der Magnetflussanteil von zwei Schalen gemäß 2·(½·F₀) nicht austritt, womit die beiden Austrittsschalen des Elektrons eine gewisse Sonderstellung einnehmen. Diese Feinkorrektur hat jedoch keinen Einfluss auf den im Elektron enthaltenen Gesamt – Magnetfluss (F_ges).

Damit ergibt sich für den aus dem Elektron heraustretenden Magnetfluss, bezogen auf eine kreisringförmige Austrittsfläche (A_A) mit Außenradius r_m und Innenradius r_m-2l, also mit der Dicke in der Größe des Durchmessers der Elektronmassekugel von 2l, die hinaustretende Magnetflussdichte zu B_A=(F_e-F₀)/A_A. Hierbei errechnet sich die Austrittsfläche mit der Formel A_A=pr_m²-p(r_m-2l)²=pr_m²-(pr_m²-p2r_m2l+p4l²) bzw. A_A=4pr_ml-4pl² bzw. A_A=4pr_m²·ja/2·(1-ja/2).

Damit ergibt sich in der Fläche A_A=(4pr_m²·ja/2)·(1-ja/2) der Magnetfluss gemäß F_e=ja/2·h/½e·(1-ja/2) und führt zu der Magnetflussdichte gemäß B_A=ja/2·h/½e/(4pr_m²·ja/2) bzw. zu B_A=h/e·1/(½·4pr_m²). Es ist dieser Ausdruck gleich der Magnetflussdichte, die in einer jeden Kugelschale innerhalb des Elektrons vorliegt, wie wir im folgenden Kapitel sehen werden.

Der mögliche Umlauf der Elektronmasse auf Radius r_m-l erfolgt ohne Verletzung der Bahnquantenbedingung und bestätigt die vg. Geometrie der Austrittsfläche, womit sich exakt vg. Magnetflussdichte (B_A) ergibt. In diesem Falle ergibt sich aber der austretende feinkorrigierte Elektron – Magnetfluss zu F_e=h_s/½e·2p-2·½·ja/2·h_s/½e·2p bzw. F_e = (h_s/½e·2p)·(1-ja/2).

Im folgenden wollen wir die vg. Aussagen zum Magnetflussaustritt insbesondere in Hinsicht auf die Feinkorrektur konkretisieren. Damit wollen wir eine Vereinfachung unserer bisherigen Betrachtung dadurch erzielen, dass der vg. Begriff „Rückwärtsrotation“ entbehrlich wird. Dazu verwenden wir den Umstand, dass der im Elektron vorliegende Magnetfluss mit der Feldsummenkonstante (j) modifiziert ist (daher unsere im Kapitel „Magnetisches Kugelfeld“ entsprechend vorgenommene Definition der magnetischen Feldstärke), der außerhalb des Elektrons beobachtete Fluss ist jedoch nicht modifiziert (j=1).

Konkretisierung:

Die Erzeugung von Magnetfluss kann - wegen der nicht lokalisierbaren bzw. nicht individualisierbaren Entstehung innerhalb des Elektronraumes - so aufgefasst werden, dass der in den Innenschalen von Z=1 bis Z=r_m-1l entstehende Magnetfluss im Elektron verbleibt. Dieser Fluss ergibt sich mit Z-1 (anstelle Z) einschließlich Rotationsfluss über F_ges=[½(Z-1)·(Z-1+1)+½·(Z-1)]·F₀ bzw. F_ges=[½(Z-1)·Z+½(Z-1)]·F₀ zu F_ges=[½Z²-½]·F₀ also zu F_ges=½Z²·F₀-½F₀. Dieser Fluss umfasst den gesamten Elektroninnenraum, also auch die Randschale bis r=r_m. Sie umfasst also nicht nur den Elektronraum bis r=r_m-1l! Innerhalb des Elektrons verbleibt der Fluss F_ges=½Z²·F₀, was bedeutet, dass der aus der Eigenrotation der Elektronmasse sich ergebende Rotations–Magnetfluss (½F₀) der letzten Schale (Randschale) ebenfalls im Elektron verbleibt, wodurch der in vg. Formel für F_ges enthaltene Minusausdruck (-½F₀) ausgeglichen wird! Mit diesem Ansatz ergibt sich die Magnetflussdichte innerhalb des Elektrons zu B_ges=½Z²·F₀/(½·4pl²Z²)=F₀·1/4pl²=h/e·1/(½·4pr_m²)=B₀. Diese Dichte entspricht exakt der im ng. Kapitel „Magnetflussdichte des Elektrons“ hergeleiteten Formel.

Die Annahme, dass der im Elektron verbleibende Magnetfluss sich nur auf den Raumbereich bis r=r_m-1l beziehen würde ist nicht zutreffend. Auch in diesem Falle wäre mit Z-1 (anstelle Z) zu rechnen und es würde sich der einschließlich Rotation erzeugte und im Elektron verbleibende Gesamt - Magnetfluss zu F_ges=½·(Z²-1)·F₀ ergeben. Aber es würde sich dieser Fluss auf die halbe Kugeloberfläche mit kleinerem Radius r=r_m-l beziehen. Es würde sich dann eine größere Magnetflussdichte innerhalb des Elektrons (ohne die Randschale) von B_ges=½(Z²-1)·F₀·1/2p(r_m-1l)² bzw. B_ges=½(Z²-1)·F₀·1/2p(r_m²-2r_ml-l²) bzw. B_ges=½(Z²-1)·F₀·1/2p(Z²l²-2Zl-1l²) ergeben. Somit würde die Flussdichte B_ges=F₀·1/4pl²·[(Z²-1)/(Z-1)²] betragen, also nicht B_ges=F₀·1/4pl²·1=B₀ sein, was jedoch zu fordern ist.

Der in der Randschale erzeugte Magnetfluss verbleibt – bis auf den durch Rotation der Elektronmasse sich ergebenden Fluss - nicht im Elektron. Der austretende Magnetfluss (F_A) wird durch eine auf Radius r_m-1l mit c - Geschwindigkeit umlaufende Elementarladung 1e induziert. Es tritt dabei ein Elementarstrom gemäß i_A=e/T_A auf, wobei T_A=2p(r_m-l)/c bzw. T_A=2pt·(r_m-l)/l bzw. ohne Feinkorrektur T_A=2pt·r_m/l=t·2/ja. Somit ist i_A=e/(2pt·2/ja).

Da der Raum der Randschale zwar zum Elementarfeld des Elektrons gehört, der in dieser Schale durch den vg. Umlauf der Elementarladung induzierte Magnetfluss jedoch nicht, muss der austretende Magnetfluss um den Faktor 1/j größer sein, als der elementare Elektron - Magnetfluss (F_e). Folglich ergibt sich der austretende Fluss in diesem Aspekt des Umlaufes in der Randschale auch nicht im Wege der Aufsummierung von Magnetfluss einzelner Schalen, eben weil die Erzeugung unmittelbar in der Randschale geschieht. Es tritt daher anstelle des Feldsummenfaktors j nun der Wert 1 auf! Dies erreichen wir in ng. Formel dadurch, dass wir den Elektron - Magnetfluss des Elementarfeldes um den Faktor 1/j erhöhen! Es ist daher F_A=F_e·1/j! Es gilt somit (ohne Feinkorrektur) die Formel F_A=(h_s/½e·2p)·1/j bzw. F_A=E_es·2pt/½e·1/j. Auch in dieser Formel tritt entsprechend dem Umlauf der Elementarladung in der Randschale der vg. Strom i_A=e/(2pt·2/ja) auf. Daher können wir schreiben F_A=[ja/2·E_es]·1/j·(2/ja·2pt/½e). Hierbei stellt der Ausdruck in den eckigen Klammern die elementare Magnetfeldenergie (E_mag) dar. Wir erhalten somit den Ausdruck F_A=E_mag/½i_A·(1/j). Es wird uns diese Formel im Kapitel „Magnetfeldenergie“ wieder begegnen, wo wir die Magnetflussenstehung im Aspekt des Umlaufes in der Randschale betrachten werden. Sie stellt die grundlegende Struktur des Magnetflusses dar!

Wir erinnern uns daran, dass im Unterschied zur Magnetflussentstehung in der Randschale die Magnetflussentstehung im Innenraum des Elektrons so erfolgt, dass Elementar - Magnetfluss (F₀) wie durch jeweils auf Radius 1l mit c umlaufende Elementarladungen in jeder Schale induziert wird. Da sich der innerhalb des Elektrons verbleibende Gesamt - Magnetfluss (F_ges) - aufgrund des homogenen Aufbaues des Entstehungsfeldes - durch Aufsummieren des in den einzelnen Schalen erzeugten Elementar - Magnetflusses ergibt, tritt im Innenbereich des Elektrons der Feldsummenfaktor j auf!

Mit Hilfe der Formel F_e=h_s/½e·2p ergibt sich nun die austretende Magnetfeldenergie zu E_mag=[ja/2·h_s/t]·(1/j). Mit dem diese Energie verursachenden Strom (nun mit Feinkorrektur) i_A=ec/2p(r_m-l) erhalten wir den Ausdruck F_A=ja/2·h_s·c/l·(1/j)·2p(r_m-l)/½ec. Durch Ausmultiplizieren erhalten wir F_A=h_s/½e·2p(r_m-l)/l·ja/2·(1/j) bzw. F_A=h_s/½e·2p(l-l·ja/2)/l·(1/j) und damit den Ausdruck für den austretenden Magnetfluss

F_A=[h_s/½e·2p·1/j]·(1-ja/2)

In diesem Fall ist es so, dass die Randschale zum Gesamt – Magnetfluss (F_ges) des Elektroninnenraumes keinen Beitrag leistet. Dieser Gesamt –Magnetfluss führt, trotz c - Umlauf der Elektronmasse (m_es) auf Radius r_m-l, zu der gleichen Erschließungswirkung, da die Rotation der Masse um die eigene l - Achse die bei einem Umlauf auf r_m-l fehlende Bahnwirkung (½m_es·c·2pl) und damit auch die fehlende „kinetische“ Energie bzw. die fehlende „Fliehkraft“ ausgleicht. Es könnte aber die Rotation nicht die Fehlwirkung bei Umlauf auf r_m-2l ausgleichen!

Der in der Randschale des Elektrons induzierte Magnetfluss ist, wegen der vg. Ausgleichsrotation der Elektronmasse, um 1·½F₀ erhöht. Dieser Rotations–Magnetfluss (½F₀) der Randschale verbleibt aber im Elektron. Dadurch wird der in der Formel für F_ges enthaltene Minusausdruck (-½F₀) ausgeglichen.

Es wäre interessant obigen Feinkorrekturfaktor (1-ja/2) durch Laborversuche zu bestätigen. Allerdings dürfte dies nicht ganz leicht sein, denn auch ohne diesen Feinkorrekturfaktor liegt die Abweichung vom plus/minus 0,3 ppm genauen Messwert für E_e=E_es+E_em im Bereich von rd. 1 ppm. Ein Feinkorrekturfaktor von 1-2·ja/2 würde mit nur rd. 0,76 ppm zwar noch näher am Messergebnis liegen, jedoch bedeutet die Anwendung dieses letzten Faktors, dass 2·F₀ an Elementar - Magnetfluss nicht austreten würden. Es ist jedoch ist ein Grund hierfür nicht einsehbar! Damit zeigen unsere Überlegungen eine extrem genaue Übereinstimmung mit den Messwerten. Die Konkretisierung hat aufgezeigt, dass der Feinkorrekturfaktor durch Umlauf auf Radius r=r_m-l verursacht ist! Zwar ließe die Schreibweise F_ges=[Z²·(½F₀)] die Interpretation zu, dass der Elementar - Magnetfluss hälftig entsteht und quadratisch mit der Schalennummer, aber es bestehen gegen diese Interpretation grundsätzliche Einwände. Zum ersten wäre es nicht erklärlich, welche Ursache die quadratische Entstehung haben sollte und zum zweiten wäre die Schalenstruktur des Elementarfeldes nicht gegeben, da eine Aufsummierung nicht stattfindet. Es würde dann im Entstehungsbereich gar kein Elementarfeld existieren!

Der in der Randschale erzeugte Magnetfluss tritt über beide Randschalen aus. Die Flusslinien (F_A) scheinen in der Randschale gerade zu laufen, d. h. sie stehen an jeder beliebigen Schnittstelle durch die Elektronkugel senkrecht auf dem Querschnitt einer 2l - dicken Kreisringfläche mit Außenradius r_m und damit senkrecht auf der "Austrittsfläche" A_A=2pr_m·2l! Die Magnetfeldlänge beträgt l=r_m-l. Im folgenden rechnen wir der Einfachheit halber ohne diese Feinkorrektur weiter und tun so, als ob der austretende Magnetfluss durch c - Umlauf auf Bahnradius r_m verursacht wird.

Für die weiteren Untersuchungen, insbesondere zur Supraleitung nehmen wir daher an, dass in Analogie zum Elektron auch dort der Umlauf von Elementarladungen den Suprafluss verursacht. Zunächst wollen wir aber unser bisheriges Ergebnis weiter erhärten. Hierzu ermitteln wir die Magnetflussdichte innerhalb des Elektrons und leiten daraus die Elektrondruckfestigkeit ab.