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這幾種物理粒子誰都聽過,但誰也沒有見過

 探索之子 2018-09-01

導(dǎo)讀:這幾種物理粒子誰都聽過,但誰也沒有見過

1、電荷

電荷在經(jīng)典物理中不是粒子,至少定義不是的。是一種性質(zhì)。但學習的人,大多為了好理解。還是將它理解為粒子。對于電荷這個概念,其實是模糊的,或者說我們的認識還不夠。比如以下幾點疑問,就不好回答。

我總結(jié)一下:電荷在現(xiàn)在的教科書中,不是物質(zhì),也不是粒子。我在前面的解釋和論述也基本同意這個觀點。但顯然你一路看到這,你會覺得很矛盾。世界就是矛盾的,這種矛盾有時候難以調(diào)和。關(guān)于電荷的理論和解釋,就在這方面表現(xiàn)的淋漓盡致。

這幾種物理粒子誰都聽過,但誰也沒有見過

1、說電荷守恒定律:電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過程中,系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變。試問不是物質(zhì)也不是粒子的東西,怎么創(chuàng)造,怎么轉(zhuǎn)移?

2、說移動的電荷產(chǎn)生電流。試問不是物質(zhì)的東西,如何移動?電荷是一個概念,但我們不能說這個“概念”移動產(chǎn)生電流吧。

3、電場,磁場,電磁場都是由電荷理論為基礎(chǔ)的存在,這些場都是物質(zhì)的,都是能量的,這是我們的共識。試問不是物質(zhì)的東西,卻產(chǎn)生了物質(zhì)的東西。至少字面確實是這樣的。

4、電荷是可以量子化的,是可以表現(xiàn)為一份份的。試問非物質(zhì)的東西,量子化可以想象嗎?

5、電荷分為正電荷和負電荷,電荷又有量的多少,可以形成流動的方向。試問這樣的表述,不是在描述物質(zhì)嗎?

這幾種物理粒子誰都聽過,但誰也沒有見過

好了,就舉這么5個描述,各位,你不覺得奇怪嗎?所有的描述都好像在描述一個東西,一個物質(zhì)。而我們卻不把它定義為物質(zhì)。各位這就是問題的所在!

如果它不是一種粒子或者物質(zhì)的話,我們在描述它的時候,邏輯語言就不客觀,有很大偏頗。而我們知道物理語言必須客觀和無邏輯錯誤。但這個時候,我們無法開始邏輯哲學的討論。如果要討論,哥德爾不完備定理,就是終結(jié)語言。他會說:“無論你怎么描述,矛盾都存在?!?/p>

所以電荷這個我們假想的概念也好,粒子也好。人人都知道,但誰都沒有見過!但它就是所有電磁學理論的基礎(chǔ)。

2、引力子

引力是如何傳遞的,一直科學家研究的。根據(jù)電磁學理論啟發(fā),光子是電磁學作用的粒子。那么引力子也應(yīng)該是存在的,至少這樣思考是合理的。我們不相信,無物質(zhì)的傳播。就必須給引力找載體。引力子無疑就是首先。就是引力是通過引力子來作用物體的。而且作用速度是光速。

我在物理科普書籍《變化》中是贊同引力子存在的。如下文。

所以以電荷為基礎(chǔ)的電磁學理論,和引力理論是一種“同相理論”。據(jù)此,電磁場產(chǎn)生電磁波,且任何物體都向外輻射能量。那么引力場,就自然可以推理出引力波的存在。同樣電磁波是由光子組成的。那么想當然的推理,就可以有引力波,由引力子組成。至于為何現(xiàn)在沒有探測到引力子,還是技術(shù)問題。

電磁理論和引力理論是一種“同相理論”,是說這種相似性,都來源于物體的本源粒子,即物質(zhì)性或者能量性質(zhì)。都是長程力。但仔細去體味這兩個理論,同樣是長程力卻還是有區(qū)別的。

電磁理論無論是電或者磁,他們的相互作用是需要條件的??纯磶靷惗?,楞次定律,電磁感應(yīng)定律,安培守則,右手法則,畢奧-薩伐定律等等關(guān)于電磁學的理論,其實都是限制條件。而引力就不同了,沒有這些限制。所以從這個角度講,引力是更加全域性的理論。而電磁理論是引力這種全域性框架下的“半全域性”理論。這里的“半全域性”是指電磁學理論是受束縛的。但要清楚,其實兩個理論都是全域性理論,不能比較大小。

所以其實宇宙中任何物體都向外輻射電磁波,電磁場。但其實整個宇宙接近電中性。就像回答物體為什么具有磁性的感念是一樣的。磁疇各個方向的排列方向是無序的話,該物體對外不顯磁性。

而且有一點,大家應(yīng)該知道,就是所有的物質(zhì),理論上來說都可以導(dǎo)電。畢竟任何物質(zhì)有具有電荷性質(zhì)。比如說有一些氣體,在通常情況下氣體的自由電荷極少,是良好的絕緣體。但是由于某些原因氣體中的分子發(fā)生了電離,它便可以導(dǎo)電,這種現(xiàn)象稱為氣體導(dǎo)電或氣體放電。還有通過其他技術(shù)手段,可以使得物質(zhì)導(dǎo)電。氫氣可以變成金屬氫。金屬氫是液態(tài)或固態(tài)氫在上百萬大氣壓的高壓下變成的導(dǎo)電體。導(dǎo)電性類似于金屬,故稱金屬氫。金屬氫是一種高密度、高儲能材料,之前的預(yù)測中表明,金屬氫是一種室溫超導(dǎo)體。不光有金屬氫,還有金屬氮等。

這幾種物理粒子誰都聽過,但誰也沒有見過

這章的內(nèi)容,其實很多的。希望大家沒有迷糊。最后做一點總結(jié)。引力理論和電磁學理論都是同相理論。電磁學理論從某種意義上來說,是一種半全域性理論,或者半開放性理論。因為電磁學的現(xiàn)象,產(chǎn)生條件比引力苛刻。

就開放程度而言,顯然四種基本力的順序是引力,電磁力,弱力,強力??梢孕蜗蟮挠盟膫€套環(huán)來表示。

引力是慣性的源泉,可以據(jù)此,大膽推論,電場是磁場的源泉,且二者互為源泉。但電場更具有主動性。根據(jù)引力理論和電磁學理論的相似性,可以推理出引力子的存在是合理的。而且楞次定律的作用速度是光速,庫倫定律點電荷之間的作用速度,也必然是光速。這一點毋庸置疑。不會是超距作用。

電荷理論看似完善,實際上還需要深化。即明確化,物質(zhì)化,能量化。

這幾種物理粒子誰都聽過,但誰也沒有見過

3、聲子

聲子就是“晶格振動的簡正模能量量子”。聲子本身是不存在,完全是為了理論需要而提出的概念。所以很重要。

形象地講,若把原子比作小球的話,整個晶體猶如由許多規(guī)則排列的小球構(gòu)成,而小球之間又彼此由彈簧連接起來一般,從而每個原子的振動都要牽動周圍的原子,使振動以彈性波的形式在晶體中傳播。這種振動在理論上可以認為是一系列基本的振動(即簡正振動)的疊加。當原子振動的振幅與原子間距的比值很小時(這在一般情況下總是固體中在定量上高度正確的原子運動圖象),如果我們在原子振動的勢能展開式中只取到平方項的話(這即所謂的簡諧近似),那么,這些組成晶體中彈性波的各個基本的簡正振動就是彼此獨立的。換句話說,每一種簡正振動模式實際上就是一種具有特定的頻率ν、波長λ和一定傳播方向的彈性波,整個系統(tǒng)也就相當于由一系列相互獨立的諧振子構(gòu)成。在經(jīng)典理論中,這些諧振子的能量將是連續(xù)的,但按照量子力學,它們的能量則必須是量子化的,只能取hν的整數(shù)倍,即En=(n+1/2)hν(其中E0=hν/2為零點能)。這樣,相應(yīng)的能態(tài)En就可以認為是由n個能量為hν的“激發(fā)量子”相加而成。而這種量子化了的彈性波的最小單位就叫聲子。聲子是一種元激發(fā)。

4、夸克

夸克模型目前廣泛認識的理論,囊括在標準模型中。但其沒有誰真正見過夸克。因為夸克禁閉的原因,無法單獨分離出夸克。我們現(xiàn)在認識夸克,是通過觀察膠子來認識的。總之還沒有直接獲得。

這幾種物理粒子誰都聽過,但誰也沒有見過

5、虛粒子

虛粒子(virtual particle)是指在量子力學中確實存在并具有可測量效應(yīng)的粒子,曾經(jīng)被人認為一種永遠不能直接檢測到的粒子。 虛粒子可以用來描述承載力的粒子,包括引力子、膠子、光子和玻色子。該粒子多用于混沌理論,微擾理論中。雖然有可測量的效應(yīng),但我們并沒有捕捉到這個粒子。

6、馬約拉納費米子

這個粒子被稱為天使粒子。去年很火的一個新聞,鋪天蓋地報道這個粒子被發(fā)現(xiàn)了。就是張首晟為首的研究團隊的成果。其實還沒有被發(fā)現(xiàn),是研究有了突破進展,就是為證實這種粒子的存在,提供了有力的證據(jù)。沒有實實在在說發(fā)現(xiàn)它了。

馬約拉納費米子(英語:Majorana fermion)是一種費米子,它的反粒子就是它本身。與此相反,狄拉克費米子(Dirac fermion)則是指反粒子與自身不同的費米子。馬約拉納費米子是自然界本身存在著的'獨立'的正負粒子集合體,它具有'粒子'激發(fā)態(tài)的本證,檢驗'馬約拉納費米子'這種粒子的能動,粒子的組成是正反粒子正負粒子是一體的實粒子,當正反粒子同時出現(xiàn)粒子耦合成為獨立的一體時,馬約拉納費米子就會出現(xiàn)正反同體以激發(fā)態(tài)的本證存在,所以馬約拉納費米子是不會以'膜'的二維方程做平面運動。

這幾種物理粒子誰都聽過,但誰也沒有見過

獨立學者,科普作家,國學起名師靈遁者整理提供。

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