質量起源
質量起源是一個有關世界本原的問題。有質量的物質主要是由質子、中子、電子等粒子組成的,因此要討論質量的起源,歸根到底是要討論這些粒子的質量起源。
1.希格斯粒子
基于粒子物理學的標準模型,人們通過構建出的極其復雜的數學模型,從能量僅導出了粒子的大部分質量。后來,人們普遍看好希格斯機制,并一直致力于尋找希格斯粒子。
歐洲核子研究中心在大型強子對撞機實驗中“發(fā)現(xiàn)”疑似希格斯粒子的蹤跡,并于2012年7月4日發(fā)布聲明:“新發(fā)現(xiàn)的粒子與長期尋找的希格斯玻色子一致?!币虼吮壤麜r物理學家弗朗索瓦•恩格勒特和英國物理學家彼得•希格斯分享了2013年諾貝爾物理學獎。
對此,許多人表達了疑慮。美籍華人張操教授在他的博客中說道:“在2013年3月,CERN的科學家經過討論,在沒有充分得到疑似希格斯玻色子進一步的物理性質的情況下,‘認定’了這個疑似粒子就是希格斯玻色子。像CERN這樣的大型實驗室,全世界是只有一家,別無分店。所以,當這些大牌科學家說‘認定’,別人要否定也沒有充分理由?!?BR> 筆者認為,對于自旋為0的希格斯玻色子,自旋為0是指任意角度看上去都一樣,這意味著粒子的外場是各向同性的中性場(單極場)。根據系統(tǒng)相對論的粒子模型,除光子外,所有微觀粒子的場都是由極性場和中性場構成的復合場,只有分子級以上的微粒,它的中性場才能將內部粒子的極性場屏蔽在體內,而表現(xiàn)出外場為各向同性的單極場。這與后來人們推導出的“希格斯玻色子質量將非常大”不謀而合,然而這個自旋為0的分子級以上的微粒與希格斯玻色子顯然是不相干的。因此,希格斯玻色子是不存在的,質量另有起源。
2.質量起源與質量方程
筆者認為,純粹的極性場粒子(如光子)反向并列凝聚成具有極性場和中性場的復合場粒子時,產生了質量,也就是說質量源于中性場的產生。
以電子為例,電子的剖面結構與場見本刊上期《萬力之源》圖1b。若干光子并列凝聚成電子時,在電子的兩個端面上,相鄰光子極性相反而相互耦合在一起,它們的耦合場線向外呈輻射狀,這些輻射狀的場線在電子端面均勻分布,這種場結構與極性場完全不同,系統(tǒng)相對論稱之為中性場;在電子的四個側面上是其表面光子的極性場。電子端面的中性場表現(xiàn)為其質量性質,電子側面的極性場表現(xiàn)為所謂電性質。
值得一提的是,光子是一個純極性場的粒子,它沒有中性場,故光子沒有質量。光子場在宏觀上表現(xiàn)出的性質我們稱作能量,即熱量或光能。
質量概念源于我們對地表物體重力的體驗,根據系統(tǒng)相對論構建的地球引力場(本質是一種中性場)結構模型,推導出的質量方程為:
m=Ф0/v2
其中m為物體的質量,Ф0為物體表面的中性渦通量,v為物體的固有速度。對于確定的物體,其表面渦通量Ф0和固有速度v均為恒定常數,因此物體的質量為常數。可見,質量并不是一個基本物理量,而是一個導出物理量。
總之,質量是對物體表面中性渦通量的描述,電量是對物體或粒子的極性渦通量的描述;而中性場又是一種極性耦合場??梢姡|量和電量是相統(tǒng)一的,其本質都是爽子場的渦通量。
3.幾個推論
根據上述質量定義,系統(tǒng)相對論得到如下推論:
?。?)上述質量概念是從靜止區(qū)的穩(wěn)態(tài)運動方程推導出來的,因此靜止區(qū)是牛頓質量概念及萬有引力定律的適用范圍。
?。?)由于天體(如地球)內流體態(tài)物質存在更高速度的自轉,即地殼與地球內部物質間存在相對運動,一方面導致了地球磁場的產生;另一方面,導致整個地球的引力場相對地殼向東運動,形成了高空墜物的“靜止點東移效應”,這正是先驅者號航天器軌道異常的原因。
相關推論還有很多,限于篇幅不再贅述。
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責編/龐貝
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