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微观粒子:从分类到质量关系的探索

创作时间:
作者:
@小白创作中心

微观粒子:从分类到质量关系的探索

引用
科普中国网
1.
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微观粒子是物质世界中最小的组成部分,它们在“波粒二象性”中更多表现为“波动性”。从分子、原子到夸克,每一种微观粒子的发现都推动了人类对物质世界的认知。本文将带你走进微观粒子的世界,探索它们的分类、运算及其质量关系。

物质世界有两个极限尺度,那就是“小宇宙”和“大宇宙”,“小宇宙”如同神秘的潘多拉魔盒,珍藏着众多形形色色的微观粒子,并成为这个世界不可或缺的重要部分,人类向微观世界的进军,伴随着一种又一种神秘粒子的发现——分子、原子、原子核、轻子,夸克……每一种微观粒子的惊奇发现都是人类向微观世界迈出的一大步,每一种微观粒子的闪耀登场都让我们更加见识了世界的奇妙,每一种微观粒子的认识过程都是科学巨人们的辉煌奋斗史,每一种微观粒子的应用都给我们的文明带来了重大变革。

在我的思维中,大量的基本粒子的构成分为三类:

第一类:纯单个粒子,中微子,电子,大统一粒子,夸克。

第二类:由两个基本粒子合成的粒子,如π介子,W、Z玻色子。

第三类:由三个基本粒子合成的粒子,如:中子,质子及其它强子。

第一类粒子中的大统一粒子不能游离态存在,它们必须二个并存,构成了π介子,和W玻色子。

第一类中的夸克也不能单独存在,它们必须三个并存在,构成了质子与中子等强子。

质量转换关系式

大统一粒子二代 -sinα→夸克-sinα→ 大统一粒子一代 -sinα→ 电子 -sinα→中微子

根据复时空理论,sinα为力的作用强度,在这个转换关系式中,由于弱电是统一的,故只存在两种力的作用强度:

对于强作用力来说sinα=1-5为了与实验结果相符取为4.7

对于弱电相互作用来说:sinα=1/137

因为电子的质量是已知的,我们来推算其它粒子的质量,

电子的质量=0.51Mev

通过关系:m中微子=m电子sinα。(弱电力参与作用过程,故sinα=1/137)

1、中微子质量=0.0037 Mev

通过关系:m电子=m大统一粒子sinα。(弱电力参与作用过程,故sinα=1/137)

2、大统一粒子一代质量=70 Mev

通过关系:m大统一粒子一代=m夸克sinα。(强作用力参与作用过程,故取sinα=4.7)

3、夸克质量=330 Mev

通过关系:m夸克=m大统一粒子二代 sinα。(弱电力参与作用过程,故取sinα=1/137)

4、m大统一粒子二代=45Gev

合成粒子的质量

由于我们无法观测到大统一粒子一代、二代和夸克的质量,但我们可以得出其合成粒子的质量:

π介子质量=2×大统一粒子一代=2×70=140mev

中子的质量=3×夸克=3×330=990 mev

W、Z玻色子=2×大统一粒子二代=2×45=90Gev

考虑到粒子结合后,结合能会消耗部分质量能,所以比实验室测出的真实质量要高。

粒子的质量

中性π介子质量为135mev,正负π介子的质量为:139.57mev

中子、质子质量约939 mev

W玻色子质量80Gev,Z玻色子质量91 Gev。

理论与实验基本相符,事实上,这已经相当不错了。

来源: 百度百科

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