5. Philip Yock, Testable hypotheses by Isaac Newton on particle physics

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Volume 33: Pages 149-158, 2020

 

Testable hypotheses by Isaac Newton on particle physics

 

Philip Yocka)

 

2/42 Reihana Street, Orakei, Auckland 1071, New Zealand

 

Three hundred years ago, Isaac Newton published a number of hypotheses on the structure of matter, which were ahead of their time by some two centuries. Speculations were made by Newton that may now be interpreted as precursors to fundamental elements of quantum mechanics and quantum field theory. General features of the layered structure of matter that is now known to exist in the form of nucleons, nuclei, atoms, molecules, and macromolecules were successfully predicted, and hypotheses on self-similarity, simplicity, and purpose were made. In this essay, Newton’s hypotheses are examined in the light of current understanding of matter at the subnucleonic scale. It is found that his hypotheses of self-similarity, simplicity, and purpose raise questions for the quarks and gluons of the current Standard Model (SM), but that various precursors to the SM are more compliant. Experimental tests of the precursors using the Large Hadron Collider and the proposed Large Hadron Electron Collider at CERN are described that could resolve the situation. In addition, it is suggested that Newton’s hypotheses could serve as the basis for the formulation of one or more “postulates of particle physics” comparable to the postulates on which Einstein based his theories of relativity a century ago.

 

Isaac Newton a publié il y a trois cents ans un certain nombre d’hypothèses sur la structure de la matière, qui étaient en avance de deux siècles sur leur temps. Newton a en effet émis des spéculations qui peuvent maintenant être interprétées comme des précurseurs d'éléments fondamentaux de la mécanique quantique et de la théorie quantique des champs. Les caractéristiques générales de la structure hiérarchique de la matière, actuellement comprise comme assemblage de nucléons, noyaux, atomes, molécules et macromolécules, furent prédites avec succès et des hypothèses sur l'autosimilarité, la simplicité et la finalité furent proposées. Dans cet article, ces hypothèses de Newton sont examinées à la lumière de notre compréhension actuelle de la matière à l'échelle subnucléonique. On constate que les hypothèses d'autosimilarité, de simplicité et de finalité soulèvent des difficultés avec les quarks et gluons du modèle standard actuel, tandis que divers précurseurs de ce modèle standard semblent en meilleur accord. Pour étudier cette question, des tests expérimentaux sur ces précurseurs sont proposés, utilisant le Grand collisionneur de hadrons (LHC) et le projet de Grand collisionneur d'électrons et de hadrons (LHeC) du CERN. En outre, il est suggéré que les hypothèses de Newton pourraient servir de base à la formulation d’un ou plusieurs postulats de la physique des particules, similaires aux postulats sur lesquels Einstein a fondé ses théories de la relativité il y a un siècle.

 

Key words: Newton; Self-Similarity; Quantum Field Theory; Electromagnetic Models; LHeC Collider; Light-by-Light Scattering.

 

Received: December 12, 2019; Accepted: March 30, 2020; Published Online: April 22, 2020

 

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