質能循環論(8).粒子的質量從何而來?

2.粒子的質量從何而來?

粒子的質量來自哪裡?一直是困擾眾多科學傢的難題。由於規范理論的規范對稱性禁止規范玻色子帶有任何質量,然而這一禁忌卻與實驗中的觀測不相符合,如果不能解決質量問題,將使得整個研究失去基礎。1964年,英國物理學傢希格斯(Higgs)解決瞭這個問題,使得自發對稱性破缺發生時,那個無質量無自旋粒子仍然存在,但它將變成規范粒子的螺旋性為零的分量,從而使規范粒子獲得質量。這一方法被今天的標準模型所借鑒,標準模型通過引入基本標量場——希格斯場來實現所謂希格斯機制。通過希格斯場產生對稱性破缺,同時在現實世界留下瞭一個自旋為零的希格斯粒子。希格斯玻色子也是一種玻色子,然而它與上述這些規范玻色子不同,希格斯粒子負責引導規范變換中的對稱性自發破缺,是慣性質量的來源。(參考資料https://baike.so.com/doc/408495-432618.html)。2012年7月4日經過瞭足夠多次數的觀測,歐洲原子核能中心最終確信自己已經找到瞭“上帝粒子”。在發佈會上,CMS宣佈發現質量為125.3±0.6 GeV/c2的新玻色子,標準差為4.9;ATLAS發現質量為126.5GeV的玻色子(“上帝粒子”理論的提出者已獲得2013年諾貝爾物理學獎)。

但是,即使上帝粒子存在,也不能解答現代物理學中的所有疑難問題。並且“上帝粒子”的發現,甚至會誤導科學研究。【環球網綜合報道】曾報道:據澳大利亞《先鋒太陽報》2014年6月27日報道,在歐洲原子能研究中心工作的科學傢們在對“上帝粒子”希格斯玻色子的屬性進行研究,並將其與最近關於宇宙大爆炸後的另一理論相結合,最後得出“宇宙是不存在的”這一震驚世界的理論。這顯然是與事實不符的。因此,關於“上帝粒子”的作用,我的理解是,在125.3-126.5GeV的能量作用下,可以使那些低能粒子改變結構形態和運動形態,在有限空間內,聚集更多的能量,從而表現為質量。一個簡單的事實是:在茫茫宇宙中,微觀粒子的相互作用會隨機產生多達幾百種甚至上千種不同形態的粒子。所以,即使所謂的上帝粒子存在,它也隻是中微子的在特定條件下某一瞬間的組合形態,是一種短壽命粒子,並非穩定的粒子組合形式。那麼,我們能不能換一種思路,突破某些固有理論的束縛呢?

根據對計算數據的分析,我認為:在特定條件下形成束縛態,是粒子獲得質量的主要原因。大體有幾個主要因素:

第一,可能與電子中微子的數量有關。根據相對論原理,質量與能量等效。質量隨著能量的增加而增加。我們的計算結果顯示,多數粒子的能量和質量都與電子中微子的數量成正比。中微子數量越多,能量越高,質量也就相應增大;根據第一代粒子的直徑,要大於第二代,第三代粒子的事實,說明在特定條件下(比如高溫,高壓,強磁環境,或者低溫,低壓,弱磁環境),粒子的活動空間被壓縮,導致單位體積內的粒子數量和能量密度增加,從而表現為整體質量的增加。這其實與空氣在一定條件下可以被壓縮從而改變形態的道理是相似的。正如愛因斯坦的所說:質量是凝聚的能量。

第二,可能與粒子的結構形態和運動方式有關。在特定條件下,粒子和反粒子同樣可以相互結合,結構形態和運動形態也會發生變化,能夠將動能轉變為內能。大多數粒子,在能量凝聚過程中,表現為靜止質量的增加;但是,有一些粒子,不顯示靜止質量。比如膠子和光子。這是什麼原因呢?根據我們的計算,光子其實是費米子的激發態,在能量場的持續激發作用下,可以獲得連續旋轉波動的動力,形成“旋轉磁場的異常效應”,顯示出運動能量,但是,一旦失去光源的持續激發能量,便會回歸能量基態,成為虛光子。所以,由於不存在靜止狀態的“光子”,也就很難測量出光子的靜止質量。

第三,可能與環境因素的變化有關。粒子的組合結構和運動方式,不僅取決於電磁粒子的自組織運動,而且會受到外部能量的影響。在通常情況下,粒子的相互運動,會形成激發能量,使粒子的運動加快,產生光能和熱能。但是,在特殊的情況下,方向相反的能量流,可能對粒子的運動產生抑制作用。比如,運用“激光冷卻原理”。 激光冷卻是利用激光和原子的相互作用減速原子運動以獲得超低溫原子的高新技術。(參考https://baike.so.com/doc/9096675-9428717.html)。

第四,可能膠子的特殊作用有關。我們的計算結果顯示,在16種微觀粒子層面,電荷數量和能量是相互關聯的。根據電荷數量,可以準確計算每種粒子的質量與能量。但是,到瞭質子和中子層面,計算得到的質量參數和實際測量的相差非常懸殊。科學傢們早已註意到這個問題。憑借目前世界最強大計算機的運算能力,法國、德國和匈牙利的物理學傢發現:95%的質子質量,由誇克和膠子的能量,轉化而來(參考資料來源https://baike.so.com/doc/1885526-1994903.html)。

我們可以猜想,中子和質子的實測質量大於理論質量的原因,是因為在一定條件下,膠子有可能表現為虛粒子,沉淀在空間的某些特定層面,形成所謂的“膠子場”,吸附在重子的原子核周圍,占據部分剩餘空間,將粒子的動能轉化為內能,呈現“球體”形狀(所以電子探針可以抓取原子顆粒),從而可能使粒子質量幾十倍甚至幾百倍地增加,獲得超常質量。一旦環境變化便會自動分解,脫離原來的結構,釋放出能量,表現為質量減少,也就是所謂的“質量虧損”;但是,由於膠子質量太小,正負電量平衡,不顯示電荷,也沒有靜止質量,所以極難觀測,不易被發現。

而那個被認為賦予粒子質量的“上帝粒子”,其實應該是125.3-126.5GeV能量的高溫高能作用下,中微子,膠子或者誇克被“氣化”或者“液化”,形成的熔融態,導致某些粒子的結構發生瞭變化,從而凝聚為質量形態。

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