論核場
(2009-02-11 06:44:47)
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論核場
作者 陳果仁
摘要:雖然人們無法觀察到原子核的內部結構,但是原子核能夠產生各種效應,由此科學家們對原子核結構提出了種種假設,然而莫衷一是。作者根據現有的實驗和觀察證明,質子帶正核場,中子帶負核場,它們同性相斥、異性相吸。所有原子核都象晶體一樣具確定的空間點陣。當核子在核子勢阱中振動時,將產生γ射線。
關鍵詞:正負核場、誇克對接、核鍵、核子勢阱、核能。
正文:
原子核由質子(p)和中子(n)構成,統稱為核子,但是核子模型是什麽?質子和中子為什麽可以結合在一起?為什麽中子數通常大於質子數,且比例不大於2?放射性元素放射出來的為什麽是氦核而不是質子或中子?所有這些問題至今沒有一個具說服力的答案。現行教科書上不但說核子相對運動,還說質子和中子以核力或強作用力相互結合,而核力是通過所謂媒介子如π介子或膠子之類來傳遞的,這些說法也太牽強了。
我們都知道,除了單個的質子或中子外,任何核子都隻能由質子和中子共同構成而不能由單一的質子或單一的中子構成,這說明質子和質子或中子和中子相互排斥,即它們同性相斥,由此宇宙中既不可能有質子星,也不可能有中子星。質子和中子能夠相互結合又說明它們異性相吸。正如電場同性相斥、異性相吸,質子和中子也以同性場相互排斥,以異性場相互吸引,核子的這種場稱為核場。如果設質子具正核場,那麽中子就具有負核場。核場隻在10-15m範圍內有效,以相同距離計,核場力是電場力100多倍。
質子和中子都是成Y形的三誇克粒子,質子有兩個u誇克和一個d誇克,中子有一個u誇克和兩個d誇克.我們已經知道,u誇克帶2/3單位正電場,d誇克帶1/3單位負電場,正負電場中和後,質子帶1單位正電場,中子則顯電中性。與此相似,u誇克帶1單位正核場,d誇克帶1單位負核場,正負核場中和後,質子帶1單位正核場,中子帶1單位負核場。u誇克和d誇克可以結合,雖然一個質子有2個u誇克和一個d誇克,似乎一個質子可以和三個中子相結合,但同時中子同性相斥,故一個質子最多隻能和兩個中子相結合如3H核,同理一個中子最多隻能和兩個質子相結合如3He核,這就是為什麽在多核子體中,質子數不能超過中子數的2倍,中子數不能超過質子數的2倍。由於質子帶正電,而中子顯電中性,質子之間的斥力大於中子之間的斥力,因此多數情況下,多核子體的中子數大於質子數。又由於核場力是電場力的100多倍,因此在沒有外來壓力作用的情況下,原子核中的質子數隻能為100多個。
基本粒子可以相互轉換證明它們由同種物質構成,基本粒子由誇克構成,基本粒子的誇克由同種物質構成。當某種基本粒子的誇克的質量、形狀、結構等發生變化時,這種基本粒子就變成了另一種基本粒子,也就是說誇克不能獨立存在,這就是基本粒子誇克禁閉之謎。
核子以u誇克和d誇克是以對接的方式相互結合的,而對接形成u-d鍵,又稱核鍵,因此核子中的質子和中子是相對靜止的,事實上質子和中子相互圍繞旋轉是不可想象的。正如每種晶體都有其固定的空間點陣,每種核子也都有其固定的空間點陣。和化學鍵相同,核鍵也具鍵長、鍵角、鍵強、鍵力、鍵勢等各種參數。在多核子體中,通常存在著空位的u誇克和空位的d誇克,因此核子往往既可吸納質子也可吸納中子。4He核中的質子和中子都以它們的u誇克和對方的d誇克相互結合。 4He核中沒有空位誇克,它一旦在原子核中產生,就會被排出核子。4He核是最穩定的核子,故我們世界中氦含量最大。4He核中的兩個質子分別和兩個中子相結合,構成一對稱的四邊形。在核場、電場、磁場等場的作用下,原子核的結構可自動調整,故核子結構有穩定和不穩定之分,放射性元素的放射過程就是多核體自動調整的過程,調整的結果是產生α射線即4He核。核子結構調整有快有慢,不同放射性元素有著不同半衰期。核子越大,其內在斥力越大,其結構也就越鬆散,故人類至今不能任意地製造出超大核子來。
在核鍵作用範圍內,核鍵的長度是可變的。當u誇克和d誇克對接時,核鍵成為核子勢阱。當核子發生核聚變、核裂變或核子結構調整時,核子將在核子勢阱中產生振動。由於核場是強場,由核場形成的核鍵是強鍵,當核子在核子勢阱振動時,將產生高頻率的電磁波,這就是γ射線的產生。我們知道,正反電子湮滅產生γ射線,γ射線可產生電子,當放射性元素產生γ射線時,部分γ射線產生電子,這就是β射線的形成。
質子、中子、電子是構成物質世界的基礎,然而基本粒子從何而來?基本粒子及其誇克由什麽構成?為什麽誇克是禁閉的?為什麽核子中的中子是穩定的,而單個中子壽命不到10分鍾?為什麽核子中的質子和中子會發生質量虧損?放射性元素為什麽能高速發射α射線?何謂場?正負電場、正負核場、S極和N極磁場都是同性相斥、異性相吸的對稱場,萬有引力場有對稱場嗎?原子核中的質子和中子保持距離嗎?核外電子繞核旋轉嗎?怎樣解釋質子和中子的三誇克形成的三噴注現象?物體表麵暗線是什麽?光線為什麽會發生彎曲和折射?如此等等,請參考作者所著《以太旋子學》。
參考書:普通大學物理學等相關教材。
作者陳果仁E-mail:renzichen@yahoo.cn