關於μ子的兩點補充

戴榕菁

前文“與μ子有關的一個哲學錯誤”指出物理學家們所謂的靜止μ子是在與外界環境的強烈撞擊下達到靜止而不是天然靜止，因此，它們的所謂快速衰變實際上是在猛烈的外界作用下發生的；另外，該文還指出了現有的基本粒子標準模型有關μ子衰變的所謂的弱作用理論可能存在嚴重缺陷。本文對這兩點再做一些補充：

1）物理學家的所謂的靜止μ子快速衰變的理論之荒謬還不僅僅在於那些所謂的靜止μ子根本是在外界的強作用下發生的[[1],[2]]，而且那些μ子的壽命可能根本就不短。因為在它們被實驗室的設備截獲之前它們可能已經運行了上百公裏。當然，它們的壽命也可能很短，這取決於它們是在大氣層邊緣產生的還是在接近地麵時產生的。但不論哪種情況，它們都不是所謂的靜止μ子。

2)μ子與介質碰撞加速衰變這一現象對基本粒子標準模型的挑戰主要來自這一點：

現在回到上文中提到的Didier的那篇文章【[3]】，該文提到在具有當μ子g-2實驗在具有電磁場的環形空間中進行時，運動的μ子壽命與所謂的靜止μ子相比可以增加到10倍左右。考慮到在所謂的測量μ子的靜止壽命時發生的μ子與環境介質之間的碰撞在本質上是電磁力的作用，我們現在可以從已知的實驗中得出這樣明確的結論：

μ子的衰變可以受到外界電磁場的影響。當外界電磁場如在上述的g-2實驗中那樣是增加μ子的動能時，μ子的壽命延長，當外界電磁場如在所謂的測試μ的靜止壽命時那樣是減少μ子的動能時，μ子的壽命縮短。

但是，作為基本粒子，μ子不象分子或原子那樣其內部還可以分出更小的粒子。為此，搞數學模型的物理學家（華人是很重要的一部分）就想出了一招，叫做所謂的弱作用力，它們對應著所謂的弱作用玻色子W和Z。這些物理學家的理論是，在弱作用力的作用下μ子發生衰變-----要注意，這與原子裂變是不同的。。。。原子內部是有結構的，所以可以分裂，而按照基本粒子標準模型理論μ子內部是沒有結構的，因此不能分裂，也就是說我們不能按照經驗常識那樣去想象著有兩個相反的力把一個μ子扯成兩段，而隻能在所謂的弱作用力下進行衰變-----這就是基本粒子標準模型的說法！

現在問題來了，既然μ子沒有內部結構因而無法被拉扯成兩截而隻能在弱作用力下衰變，為什麽它們的衰變會收到外界電磁場的影響？？？？？？？

套句英語成語，it does not add up! Something is WRONG!!!!

看來這次還真的又撈上一條大魚了。。。又是那個Didier幫助撈的。。。。可惜的是，這條大魚對於某些頂著極大光環的華人物理學家們恐怕不是什麽好消息。。。。。

 

結束語

結束語

早在2022年我曾指出過，推翻狹義相對論將直接衝擊量子力學。不過當時想的主要是諸如德布羅意波和狄拉克方程那種數學推導建立在狹義相對論的洛倫茲變換的基礎之上的狀況，還沒有考慮到量子力學在基本概念上對狹義相對論的依賴情況。而本文及前文所討論的電磁作用力對於μ子的衰變的影響則向我們揭示了由於量子力學在概念上對狹義相對論的依賴而使其受到推翻狹義相對論的重大創傷的一個例子！

本文的補充及前文“與μ子有關的一個哲學錯誤”的基本前提是如我在“那幾個我討論過的“驗證”相對論的實驗”一文中指出的用狹義相對論解釋所謂的穿透大氣層的μ子壽命長的邏輯上根本錯誤。下麵在將該文中的相關段落引用一下以幫助讀者複習那段討論：

【大概是1957年左右有人提出按照µ子靜止的衰變周期，它們應該無法到達地球表麵，但實際上我們可在地麵上接收到很多來自大氣的µ子【[4]】，因此得出結論說，這是因為當µ子在大氣中運動時，它的時間變慢了。具體的公式為：

T = γT’₀ > T’₀,                   (1)

其中洛倫茲因子γ = 1/(1- v²/c²)^½, T’₀是µ子在地球上測得的衰變周期，T是µ子因運動而具有的生命周期。

L = L’₀ /γ < L’₀,                       (2)

L’₀ 是地球上測得的大氣層厚度，而L是對運動著µ子來說的大氣層的厚度。

由(1)和(2)相對論學者得出結論說，運動使得µ子的壽命延長而且大氣層的厚度對於µ子來說變薄，所以µ子可以穿透大氣層。1963年MIT的David Frisch和Illinois大學的James Smith具體進行了這一實驗並錄了像【[5]】。

但問題是，假如我們把觀察者和被觀察者的位置交換一下，我們便有：

L = vT = vT’₀/γ = L’₀ /γ < L’₀                        (3)

盡管(3)和(2)看上去一樣，但它們的意義完全不同。(2)說的是由於µ子的運動，周圍的空間對它來說變短了，因而大氣層變薄了，而(3)說的是由於µ子的運動它自己在周圍的環境中能前進的距離變短了，所以它不但不能穿透大氣層，它連按照所謂的靜止坐標係算出來的距離都走不到就死翹翹了。

其實，對於地麵上能接收到來自大氣的µ子的最直接了當的解釋是：並非所有的µ子都是在大氣層邊緣產生的。來自外太空的γ射線有70%以上可以到達地麵，我們憑什麽認為隻有它們在大氣層外側才會產生µ子。另外，即便在大氣中運動的µ子的生命周期會改變那也是因為地磁場和地球引力的作用結果，憑什麽說是時間變慢了？更別提David Frisch和James Smith的實驗數據還無法真正說明µ子的生命周期變長了。】

當時我還沒有意識到上麵這段討論的殺傷力。而這次在academia.edu對Didier的文章的討論【[6]】讓我意識到了上麵這段討論的真正殺傷力在於它徹底粉碎了所謂的洛倫茲時間膨脹造成所謂的μ子壽命延長這一荒謬的邏輯。。。。而一旦洛倫茲時間膨脹造成所謂的μ子壽命延長這一荒謬的邏輯被粉碎了，那個所謂的靜止μ子的概念也就失去了基本的依托，從而之前被認為是靜止造成的短壽命便反過來成為與外界的強烈作用加速μ子衰變的最好證據！更進一步地，當我們意識到與環境介質的強烈碰撞可以加速μ子衰變之後，基本粒子標準模型馬上受到衝擊！

考慮到早已有大量證據可以推翻狹義相對論了因而我們並不特別需要μ子這個例子來幫助推翻狹義相對論，我們可以看出，本文及前文“與μ子有關的一個哲學錯誤”的真正意義不在於推翻那個早已被推翻的狹義相對論，而在於給基本粒子標準模型來了個釜底抽薪！！！

 

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[[1]] Ip, S. (2012). The Decay of Muons. Retrieved from: https://www.ucl.ac.uk/~zcapg66/work/Muon.pdf

[[2]] Advanced Laboratory of University of Wisconsin. (2009). Measurement of the Muon Lifetime. Retrieved from: https://www.physics.wisc.edu/courses/home/spring2020/407/experiments/muon/muon.pdf

[[3]] Viel, D. (2024). Muons Lifetime Stored in a Circular Ring. Retrieved from: https://www.academia.edu/117382566/Muons_Lifetime_Stored_in_a_Circular_Ring. Discussion page: https://www.academia.edu/s/25782e8397?source=link

[[4]] Wikipedia (2022g). “Experimental testing of time dilation”. https://en.wikipedia.org/wiki/Experimental_testing_of_time_dilation#Atmospheric_tests. Last edited on 21 July 2023, at 03:25 (UTC).

[[5]] Heyde, Henrik Bak (2018) [YouTube] “Time Dilation, An Experiment With Mu - Mesons (1962)”. [video] url: https://www.youtube.com/watch?v=5wH2UbjGKlw

[[6]] Viel, D. (2024). Muons Lifetime Stored in a Circular Ring. Academia.edu Discussion page: https://www.academia.edu/s/25782e8397?source=link