解密暗物质分享 http://blog.sciencenet.cn/u/zyntiger 暗物质是连接宏观世界与微观世界的纽带,也是低速物理通向高速物理的桥梁,更是跨越经典物理与现代物理巨大鸿沟的有效工具!

博文

暗物质与宇宙103-弱相互作用力

已有 46 次阅读 2024-8-13 08:54 |个人分类:暗物质与宇宙模型-第二版|系统分类:科研笔记

暗物质粒子由正反粒子构成,暗物质与正反粒子可以相互转化,这是解开现代物理与现代天文的唯一正确路径。

弱相互作用力

弱相互作用力,简称弱力,作用力的强度也比强力小得多,但在放射现象中起重要作用,β衰变中放出电子和场态粒子。

1895年,德国物理学家威廉·康拉德·伦琴发现置于真空放电管附近的密封底片,虽然没有暴露在光线下,但变成了灰色。伦琴断定,放电管内一定存在着能穿透底片的光线1896年,法国的亨利·贝克勒尔为了考察新发现的X射线,将一块天然铀盐矿石放在一张用黑纸包起来的照相底片上,发现一种新的射线。1900年,居里夫妇开始有系统地从元素、化合物、天然矿物中寻找这种效应。从沥青铀矿中制取了放射性元素镭,另几位学者还发现了钋和锕。

这一连串的新奇发现,引起了科学家们的震惊和注意。原来,原子量很大的元素,几乎都具有放射性。经过一段研究之后,人们才弄清了放射出来的射线具有三种不同的成分:一种叫α射线,并确定α粒子就是氦的原子核;一种是β射线,其实就是一种高速运动的电子流,在电场中偏向正极;还有一种射线叫γ射线,其实就是一种不带电的高能电磁波。

天然的β衰变,正是原子核内的中子放出电子,衰变成一个质子的现象。当人们想进一步弄清β衰变时,物理学竟在微观领域遇上了一场生死存亡的挑战。按照物理学中最重要的能量守恒定律,β衰变过程中,原子核内部中子衰变成质子而失去的能量,应该等于它所放出的电子带走的能量。然而,实验结果表明,电子所带走的能量,总比原子核应该放出的能量少得多。直接观测的β衰变过程表明,电子具有从零到某一上限的不同动能。这说明原子核所失去的能量并不恒等,有多有少。

弱相互作用共有两种。第一种叫载荷流相互作用,因为负责传递它的粒子带电荷(W+W−)β衰变就是由它所引起的。第二种叫中性流相互作用,因为负责传递它的粒子,Z玻色子,是中性的。

WZ玻色子是弱相互作用的媒介粒子,实际上是粒子间的半锁定场态粒子间传递的电磁相互作用,半锁定场态粒子是弱相互作用粒子的组成部分,因此半锁定场态粒子不仅可以传递电磁相互作用,也可以相互交换粒子。

弱核力之所以被物理学家费米提出,是因为当时发现大质量原子核会自发衰变。费米认为,存在一种新的基本力参与进来,才产生了衰变现象。中子发射一个电子就变成质子;质子又可发射一个正电子变成中子。假定从质子到中子的衰变过程,是由于自然界中某种新的力引起的。他将这个力命名为弱核力

弱力没有本领把任何粒子束缚在一个较复杂的体系中,它只存在于一些粒子发生衰变和俘获的一瞬间,粒子之间一离开,弱力马上就消失。

实际上,中子的存在是由于质子共用电子而形成中子键,中子键电子在质子间不断振荡,距离其中一个质子较近,距离另外一个质子较远。但距离的远近不断交替变化。这样,中子和质子不断交替身份。

中子键电子与质子间存在锁定场态粒子与半锁定场态粒子。一旦中子键的电子与质子间距过大,锁定场态粒子的极化程度显著降低,就成为半锁定场态粒子。锁定场态粒子由于高度极化,且电子与质子距离极近,极化的锁定场态粒子大大提高了电子与质子之间的作用力。由于中子键电子不断震荡,锁定场态粒子和半锁定场态粒子也不断交换身份。一旦中子键电子远离质子,锁定场态粒子的极化程度显著降低,在一定条件下,形成震荡场态粒子,因此半锁定场态粒子往往会交换粒子。一旦锁定场态粒子的正负电子交换位置,会产生瞬时斥力。这时往往会引起核裂变。一旦核裂变进行,半锁定场态粒子就成为自由场态粒子。这样来看,自由场态粒子、半锁定场态粒子和锁定场态粒子是可以相互转化的。

总之,核内质子共用电子形成中子键,中子键电子在质子间不断振荡而使中子和质子身份不断交替。中子键电子与质子间的锁定场态粒子极化程度随着距离的变化而改变。随着中子键电子与质子的距离减小,锁定场态粒子的极化程度显著提高;随着中子键电子与质子的距离增大,锁定场态粒子的极化程度显著就低。在某种条件下,一旦中子键电子距离质子过大,极化程度降低到能使锁定场态粒子的正负电子位置交换,这样瞬间产生强大的排斥力,进而就失去了质子间强大斥力的抵抗,裂变在所难免。因此锁定场态粒子也存在一定概率变成半锁定场态粒子,最终随着裂变的发生,成为自由场态粒子。在一定条件下,自由场态粒子、半锁定场态粒子和锁定场态粒子可以相互转化。从本质上看,弱相互作用也不是基本力,而是电磁力的复合力,本质上仍是电磁力。

《暗物质与宇宙模型》全书下载链接:

链接https://pan.baidu.com/s/1Buj1rIXC74H0gUlBw2lrgA?pwd=vw8s  

《暗物质与宇宙模型》超精简版PPT

链接: https://pan.baidu.com/s/1Zp5A-LzBygGHRKEq31GpCw?pwd=73dq

《和平与发展》全书下载

链接https://pan.baidu.com/s/1cgCYm0EEaYOzNzylsrAtuA?pwd=cxkq



https://blog.sciencenet.cn/blog-225458-1446250.html

上一篇:暗物质与宇宙102-强相互作用力
下一篇:暗物质与宇宙104-万有引力
收藏 IP: 192.214.132.*| 热度|

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-8-15 16:26

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部