再发“中微子与基本粒子的相互作用、演变、转化，纠正有关错误”

2012年17日上午，在第九届全球华人物理学大会上，诺贝尔物理学奖获得者、东京大学宇宙线研究所所长梶田隆章与大家分享了他所理解的中微子。

会上，梶田隆章教授说，中微子是像电子、夸克一样必要的基本粒子，它不带电，能够轻易穿过地球，和其他的粒子一样有3种，分别是电子中微子、缪中微子和陶中微子。

2012年3月8日，大亚湾中微子实验发现了第三种中微子振荡模式，比韩国科学家的结果早了25天，这被《科学》杂志和权威媒体称为“中国有史以来最重要的物理学成果”。

    为此,再发如下博文，纠正有关错误。

        中微子与基本粒子的相互作用、演变、转化，纠正有关错误

中国科学院  力学研究所 吴中祥

                           提        要

   从实验、观察得到的中微子与基本粒子的相互作用和演变、转化规律，纠正对中微子的错误认识，建议由大亚湾数据分析中微子的运动质量、速度和静止质量。

关键词：中微子，静止质量，演变转化规律，基本粒子

1．中微子产生的实验、观察，分析

(1) 正电子与电子结合成中微子或反中微子

实验使正电子流(例如由氮的放射性同位素7N13蜕变为碳同位素6C13所发射的正电子)投射到金属板上，即与其中的自由电子结合，观察到发射出硬伽马射线；而还用硬伽马射线(例如ThC”发射出的)照射Ph，观察到产生出正、负电子对。

通常就认为，这是：“正、负电子对结合成光子”和“光子转变成正、负电子对”。

并有人曾企图以此证明“物质消灭”或“能量与质量互换”。但是，“物质”最本质的特性是“客观存在”。无论电子、正电子还是光子都是存在于人们意识之外的客观实在，都是“物质”的具体形式，都有各自的运动质量与4维时空动量1-线矢。它们的相互转变，只是不同形态物质的相互转化，而决非物质的“消灭”。

而能量、动量都是物质的基本特性，能量、动量不灭定律表明当外力作用可忽略时，它们是各自守恒而非相互转变。

其实，在这里是：

正电子与电子在相应强力作用下结合成激发态的中微子或反中微子，经一定的弛豫时间后，在相应弱力作用下，成为非激发态的中微子或反中微子。

按照狭义相对论推得：基本粒子动能的增加=其由静止质量乘光速3维空间分量平方表达的结合能的减少。

正电子与电子都有确定的静止质量，与光子转换过程中，近程力作功和它们结合能发生变化的重要作用，而中微子或反中微子的静止质量却小得可以忽略，正、负电子结合成中微子或反中微子，结合能的减少就很大，辐射的光子就很强，而使得中微子或反中微子的质量很小，又是电中性，这些实验就只观察到光子，观察不到中微子或反中微子，而无视其客观存在。

乳胶实验分析得知：

(2)  中微子+反中微子+正电子，转变为：正μ介子。

(3)  中微子+反中微子+电子，转变为：负μ子

由此分析结果，可见：

     正电子和电子都不能直接与中微子或反中微子作用发生演变，而都是与中微子与反中微子的产物作用才产生正或负μ介子。

     进而得知：

     中微子与反中微子是在近程强力作用下形成激发态τ轻子或反τ轻子，经较短的弛豫时间后，在近程弱力作用下，转化为非激发态τ轻子或反τ轻子。

     τ轻子再与电子在近程强力作用下形成激发态负μ介子，经一定的弛豫时间后，在近程弱力作用下，转化为非激发态负μ介子，并放出光子。

     激发态负μ介子，衰变为：陶轻子与电子，并放出光子。

     反τ轻子与正电子在近程强力作用下形成激发态正μ介子，经一定的弛豫时间后，在近程弱力作用下，转化为非激发态正μ介子，并放出光子。

  激发态正μ介子，衰变为：反τ轻子与正电子，并放出光子。

(4)  正μ介子+中微子，转变为：正派介子。

  激发态正派介子，衰变为：正μ介子与中微子，并放出光子。

(5)  负μ介子+反中微子，转变为：负派介子。

  激发态负派介子，衰变为：负μ介子与反中微子，并放出光子。

     正μ介子与中微子在近程强力作用下形成激发态正派介子，经一定的弛豫时间后，在近程弱力作用下，转化为非激发态正派介子，并放出光子。

负μ介子与反中微子在近程强力作用下形成激发态负派介子，经一定的弛豫时间后，在近程弱力作用下，转化为非激发态负派介子，并放出光子。

     反τ轻子与中微子在近程强力作用下形成激发态派介子，经一定的弛豫时间后，在近程弱力作用下，转化为非激发态派介子，并放出光子。

     激发态正派介子，衰变为：反τ子与微中子，并放出光子。

     τ轻子与反中微子在近程强力作用下形成激发态反派介子，经一定的弛豫时间后，在近程弱力作用下，转化为非激发态反派介子，并放出光子。

         激发态反派介子，衰变为：τ子与中微子，并放出光子。

    (6) 此后中微子与反中微子，已不与介子和超子，发生作用。

（7）中子，转变为：质子+中微子+电子。

（8）中子，转变为：质子+反中微子+电子。

按此实验观察结果，分析得到：电子与质子和中微子或反中微子作用后的产物在近程电磁强力作用下形成激发态中子；而在近程弱力作用下转化为非激发态中子并放出光子。

电子只能与质子与中微子或反中微子作用后的产物作用。

中子并非电子直接与质子作用的产物。

没有见到正电子与与反质子作用的产物。

中微子与反中微子都与质子作用后，再与电子作用，但是，不与反质子作用，也不与核子、原子作用。

各种基本粒子演变发展的实验、观察已显示出：由电子、正电子，逐次到中微子，到各种介子，到各种超子，到质子，到中子，到各种原子的，各种基本粒子的转化变换规律。

一切物体都是由“电子”与“正电子”逐次组合、转变而成。

其中：

电子与正电子结合产生中微子、反中微子。

中微子与反中微子结合产生τ轻子或反τ轻子。

τ轻子与电子结合产生负μ介子；反τ轻子与正电子结合产生正μ介子。

正μ介子与中微子结合产生正派介子；负μ介子与反中微子结合产生负派介子。

此后，中微子与反中微子，就不参与进一步的各种介子和超子的形成、演变过程，直到与质子和电子结合，才参与形成中子。

而中微子仅在如下情况下，与如下3种基本粒子同时出现：

派介子衰变为μ介子与中微子。

μ介子衰变为τ轻子与电子。

μ介子衰变为

2．中微子在宇宙的自然产生

(1) 超新星爆发等巨型天体活动中，在引力坍缩过程中，各基本粒子相互作用，演变产生的，例如：激发态中子衰变为质子、电子和中微子，的中微子。

(2) 太阳这类恒星，通过轻核聚变反应产生的十几MeV以下的中微子。

(3) 黑洞中局部高状态产生，经黑洞引力减速逃出视界，成为温度很低的宇宙微波背景辐射一部分的中微子。

(4) 宇宙线高能基本粒子与宇宙微波背景辐射的有关基本粒子相互作用产生的中微子。

(5) 高能宇宙线粒子射到大气层中，各种粒子相互作用产生的“大气层中微子”。

(6) 宇宙线高能粒子，打在，星体云或星际介质，特别在一些中子星、脉冲星等星体，的原子核和基本粒子上，产生的中微子。

(7) 地球上的物质自发或诱发裂变产物，衰变产生的中微子。

3．对中微子的错误认识

(1)  所谓“超光速中微子”

按照相对论，任何物体的3维空间速度都不可能达到真空中的光速，而意大利“奥普拉”（OPERA）的“超光速中微子”事件，从2012年3月末开始，喧闹到了全世界竟然历时半年之久，而且，还只是从实测数据错误肯定了中微子不超光速，至今还没有解决高速物体测速的问题，并未确切测得中微子的速度，也未能确定中微子的静止质量。

(2)  所谓“中微子有3种类型，两两间振荡”

分别与电子、μ介子、τ轻子同时出现中微子。

因而，通常认为，中微子共有3种类型，即：电子中微子、μ中微子和τ中微子，并实验观测而认为3种中微子之间，有两两组合的，3种相互振荡模式。

其实，中微子就只是，与不同的基本粒子同时产生的惟一一种。而且，由第1节中，已知的那些不同的基本粒子（电子、μ介子、τ轻子，派介子）相互作用结合、衰变，产生，交替与中微子同时出现的基本粒子的变化，也并不是不同类型中微子的振荡。

当时称作“太阳中微子之谜”的“电子中微子与μ中微子组合振荡的迹象”，是因为太阳发出的大量粒子中在太空分布着一定密度的电子和中微子，会以一定的几率，按第1节，结合成μ介子。而μ介子又与中微子结合成派介子。而派介子又会以一定的几率，转变为μ介子和中微子。形成似乎是电子中微子与μ中微子的振荡。

当时称作“大气中微子之谜”的“μ中微子和τ中微子振荡的迹象”，是因为大气中也布着一定密度的电子和中微子，它们既会以一定的几率，形成μ介子和中微子，也可交替地以一定的几率，形成τ轻子与中微子。形成似乎是τ轻子中微子与μ介子中微子的振荡。

现在，在大亚湾核反应堆附近，也分布着一定密度的电子和中微子，既会以一定的几率，形成电子和中微子，也可交替地以一定的几率，形成τ轻子与中微子。形成似乎是τ轻子中微子与电子中微子的振荡。

可见，它们都是唯一的一种中微子，在不同的情况下，交替地与相应

的其它粒子同时出现，并非3种类型的两两间振荡。

   这样，就非常清楚地解释了，现有理论误判：所谓“中微子有3种类

型，且两两间振荡"的实质。

(3)  建议由大亚湾数据分析中微子的运动质量、速度和静止质量

   既然分别测得了在各2种不同条件下产生的中微子。

这分别测得的各2种中微子，又，实际上，是同一种中微子，那么，它们的差别就只能是运动质量的差别。就应能从实测数据中，分别以一定足够的精度，分析得到那2种中微子的能量，E1与E2，运动质量，m1与m2，以及其一中微子的动量，p1，空间速度，[v3]1。

 而由各粒子相对论动能、动量和运动质量的公式，得到：

E1=[m0]c^2/(1-[v3]1^2/c^2)^(1/2)。

m1=[m0]/(1-[v3]1^2/c^2)^(1/2)。

p1=[m0][v3]1/(1-[v3]1^2/c^2)^(1/2)。

E2=[m0]c^2/(1-[v3]2^2/c^2)^(1/2)。

m2=[m0]/(1-[v3]2^2/c^2)^(1/2)。

[m0]是该粒子静止质量，[v3]是该粒子速度的空间分量，c是光速的空间分量。

即得：

中微子的静止质量[m0]=m1(1-[v3]1^2/c^2)^(1/2)。

(1-[v3]2^2/c^2)^(1/2)=m1(1-[v3]1^2/c^2)^(1/2)/m2。

另一中微子的空间速度[v3]2=(c^2-(c^2-[v3]1^2)(m1/m2)^2)^(1/2)。

  由于大亚湾实验是相应稳定、可控、可知的条件下，大亚湾反应堆产生的电子和中微子，可由反应堆各粒子核反应的能量动量守恒关系，及在反应堆附近测得的中微子的有关数据，就有利于，分析得到开始发出的中微子的运动质量m1及其空间速度[v3]1。

并由较精确地测得的在有较多μ介子同时与中微子出现的有关数据，就有利于，分析得到这种中微子的运动质量m2。

而能如上求得中微子的静止质量[m0]和与μ介子同时出现的中微子的空间速度[v3]2。

并进一步具体证明：中微子就是唯一的一种，由于它分别与电子、μ介子、陶轻子，相互作用，而交替同时出现，而被误解为中微子有3种，两两间振荡。

 因此，建议由大亚湾数据分析中微子的运动质量、速度和静止质量。

 而且，请尽快进行，否则，别人就捷足先登了。

4．参考文献：

[1]《时空可变系多线矢世界》吴中祥博士菀出版社 2004年11月

[2]http://www.sciencenet.cn/u/可变系时空多线矢主人/

本文在[科学网]引用地址：

（http://blog.sciencenet.cn/blog-226-958281.html改写）