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基本粒子波动
第1章 基本粒子波动.自旋量子化定态垂直双椭圆轨道运动方程组和参数特征解答
1.1 基本粒子波动.自旋量子化定态垂直双椭圆运动物理模型建立的依据
1.1.1 基本粒子本质特征
科学界经过近百年研究实验,已经确认:所有重子衰变的最终产物除质子外是电子、中微子和光子;所有介子和轻子衰变最终产物也是电子、中微子和光子;中微子伴随着弱相互作用,电子和光子在一定条件下可以互相转化。
在所有粒子衰变整个过程中,其能量、动量、角动量、电荷数、重子数均完全守恒,而且是朝着能量降低方向自发进行的。在人类科学实验目前所能达到的最高能量的粒子碰撞反应中,单位电荷始终是最基本的,能自由分离出来,稳定存在的带电单位。在高能粒子加速器中靠粒子碰撞反应寻找比子体能量还大得多,带分数电荷的“夸克”作为最基本粒子的想法是不明智的。经过几十年的努力,最终只找到一些少得可怜的间接证据,至今仍无法将其分离出来,并使之稳定存在。面对这样的结局,我们是否应该重新考虑基本粒子的定义呢?就象物质是由分子组成的,分子是由原子组成的,原子是由电子、原子核组成的一样。能够自发分裂衰变,最终稳定的,能量最小的,普遍存在的电子、光子、中微子才是真正的最基本粒子。
除质子、中子、电子、光子、中微子外,其它所有的粒子平均寿命最长的u±轻子也不过2.197×10-6秒。它们只能作为瞬间能量团存在。因此,只要我们弄清电子、光子、中微子、质子、中子的内部结构、能量起源、核力形成原理参数计算方法和相互关系,就等于解决了粒子物理学的主要难题。
1.1.2 基本粒子波动、自旋量子化定态轨道运动特征
德布罗意早年提出并经后人证实,微观粒子存在波动性,其波长粒子动量与普朗克常数h的关系为:
现代物理学实验已经证实:微观粒子、基本粒子都存在波动、自旋两种运动,而且都遵循动量、动量和平均能量守恒定律。我们只要将两种运动都进行轨道量子化处理,由图1.1和(1.1)式,得:
表示基本粒子沿波动、自旋轨道运动中的瞬间质量,是个变量。表示基本粒子以趋于光速作波动运动的轨道半径表示以能量相对论速度作自旋运动的轨道半径;且、、。表示基本粒子在每一波动运动周期Tα中,沿波动方向运动的轨道长度;表示每一自旋运动周期Tθ中,沿自旋方向运动的轨道长度;、则分别表示基本粒子沿波动、自旋运动方向的瞬间动量。它们均以下标“αθ”区分(下同)。
请注意:本书波动、自旋是指基本粒子沿两个垂直双椭圆轨道运动的两个方向互相垂直的速度分量,与学术界长期人为指定的基本粒子波动、自旋概念不同。
将两种轨道运动联立起来,于三维直角坐标系中,以原点为中心,静止基本粒子波动、自旋量子化定态轨道运动就如图1.1所示。犹如将一根弹簧弯成闭合的螺线环,钢丝线就代表基本粒子的波动、自旋运动轨道。波动、自旋量子化定态轨道运动成立的先决条件是:自旋运动的轨道周期Tθ必须是波动运动轨道周期Tα的Nα倍!(Nα≥1是自然数或较简单的分数)。这样,根据上述波动方程和动量守恒定律,静止基本粒子内部轨道运动方程组为:
其中:是圆方程。
图1.1 静止基本粒子内部波动、自旋量子化定态垂直双椭圆轨道运动示意图
1. 2 轨道方程组参数特征解答
1.2.1 轨道方程组参数特征解答
我们先定义,方程组(1.2)中,θ为常数表示该位置波动轨道投影平面,Z=0表示自旋轨道投影平面。将(1.2-1)、(1.2-2)式代入(1.2-3)式,令为常数,得:
两种运动轨道都是椭圆轨道,而且相互垂直!、、、的矢量“→”符号)。设波动、自旋运动方向的轨道长度分别为Lα、Lθ,由(1.2-5)式、(1.3)方程组得:
将(1.4)方程组代入(1.2-3)、(1.2-5)式,得:
将方程组(1.)、(1.3)与天体行星运动的椭圆轨道比较,可以看出:基本粒子沿波动、自旋量子化定态垂直双椭圆轨道运动,实际上是沿着的圆周线和Z轴两个转动轴角动量都守恒的轨道运动。因为速度α、θ 都为常数,Rα、Rθ是变数,所以对两个轨道运动状态都一样,为同一个变数。随波动、自旋运动的轨道半径、基本粒子所处的坐标位置不同而变化。实验室测定的基本粒子质量应为每一个波动、自旋轨道运动周期中的平均质量。由(1.2-1)、(1.3-1)、(1.4-1)、(1.5)式,得:
(1.6)
1. 2. 2 轨道方程组的重要性
因为波动、自旋量子化定态垂直双椭圆轨道运动模型是由基本粒子波动方程,基本粒子固有的波粒二象性,量子化动量、角动量和平均能量都守恒的基本物理定律中推导出来的,所以方程组(1.2)至(1.6)式是所有静止基本粒子、原子核、原子、甚至整个宇宙物理学领域中所有微观粒子参数计算的基本方程。当它们与经典牛顿力学、电动力学、热力学、量子化轨道波动运动力学和能量相对论结合起
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