宇称不守恒的成因

介绍

李政道与杨振宁于1956年提出宇称不守恒理论（1），次年吴健雄等人用实验验证了这一理论（2）。半个多世纪过去了，宇称不守恒的成因依然未解。

下面依据宇宙中微宏观系统彼此和谐统一，规律一致，展现宇称不守恒的成因。

太阳系内星体运动的动力及其分布规律

(1)      太阳系内星体运动的动力为

(a)     星体与太阳系质量中心-太阳之间的万有引力；

(b)     太阳系多重德拜球层（CMDS_日）相邻层间该星体释电条的驱动力（作用）；

(2)     CMDS_日相邻层间星体释电条以正气旋模式运动。星体释电条不但驱动该星体沿日径向上升与旋转，而且星体释电条的磁场还控制该星体的磁场的生成，令该星体磁偶极子场的方向顺向于星体释电条的磁场的方向；否则，若该星体磁偶极子场的方向逆向于该星体释电条的磁场的方向，导致椭圆轨道运动中该星体状态及其运动状态不稳定；

(3)     在CMDS_日相邻层电场作用下，流经CMDS_日星体释电条的电流持续不断；在释电上升力作用下，

CMDS_日相邻层间星体释电条持续沿日径向运动并向外不断地发射释电条-等离子体流，如地球磁尾的运动（3，4）；

(4)     CMDS_日相邻层间椭圆轨道运动的星体，该星体释电条在该星体近日点最强；CMDS_日相邻层间星体释电条向外发射强度，也在该星体近日点最强；

(5)     将质量较大，有磁场的星体，称之为星体代表；

(6)     稳定椭圆轨道运动中的星体代表，其磁矩方向为南向者，即负磁偶极矩的星体代表分布在CMDS_日-⁺；其磁偶极矩方向为北向者，即正磁偶极矩的星体代表分布在CMDS_日+^-；

(7)     由于CMDS_日相邻层间椭圆轨道运动中的星体，该星体释电条在近心点最强，CMDS_日相邻层组释电互抑，尤其近同日径向，即近同日经纬度，则两相邻层组中多数星体代表的近心点不在同一南/北半球；

(8)  CMDS_日-⁺多数星体代表椭圆轨道的近日点在北半球，CMDS_日+^-多数星体代表椭圆轨道的近日点在南半球（5）。

将上述“太阳系”替换成“原子-粒子体系”，“星体”替换成“粒子”，其表述不变。

原子内粒子运动的动力及其分布规律

(1)      原子内粒子运动的动力为

(a)     粒子与原子质量中心之间的万有引力；

(b)     原子-粒子体系多重德拜球层（CMDS_{原子-粒子体系}）相邻层间该粒子释电条的驱动力（作用）；

(2)     粒子磁偶极子场的方向，即粒子磁偶极矩方向；粒子磁偶极矩南向，即负磁偶极矩，即其方向与粒子旋转方向逆向；粒子磁偶极矩北向，即正磁偶极矩，即其方向与粒子旋转方向顺向；

(3)     CMDS_{原子-粒子体系}相邻层间正气旋运动的粒子释电条，不但驱动该粒子沿径向上升与旋转，而且控制该粒子的磁偶极矩的生成，尤其控制该粒子的磁偶极矩方向必须顺向于该粒子释电条磁场的方向，否则该粒子状态及其运动状态皆不稳定；

(4)     CMDS_{原子-粒子体系}相邻层间粒子释电条持续不断地沿径向运动，并向外发射其释电条；在CMDS_{原子-粒子体系}相邻层间粒子释电条增强时，其发射强度也增强，尤其在该粒子的椭圆轨道的近心点位置；

(5)     将质量较大，有磁矩的粒子称为粒子代表；

(6)     磁偶极矩南向的粒子代表，即负磁偶极矩的粒子代表分布在CMDS_{原子-粒子体系-}⁺；磁偶极矩北向的粒子代表，即正磁偶极矩的粒子代表分布在CMDS_{原子-粒子体系+}^-；

(7)     由于CMDS_{原子-粒子体系}相邻层间椭圆轨道运动中的粒子，该粒子释电条在近心点最强，CMDS_{原子-粒子体系}相邻层组释电互抑，尤其近同经纬度，则两相邻层组中多数粒子代表的近心点不在同一南/北半球；

(8)     CMDS_{原子-粒子体系-}⁺多数粒子代表椭圆轨道的近心点在北半球，CMDS_{原子-粒子体系+}^-多数粒子代表椭圆轨道的近心点在南半球；

(9)     在CMDS_{原子-粒子体系}，中子分布于C _-⁺，多数中子的椭圆轨道的近心点在北半球；质子分布于C ₊^-；多数质子椭圆轨道的近心点在南半球（6），如图1所示。

将上述“原子-粒子体系”替换成“粒子体系”，“粒子”替换成“更微粒子”，其表述不变。

更微粒子运动的动力及其分布规律

(1)    更微粒子运动的动力为

(a)     更微粒子与粒子体系质量中心之间的万有引力；

(b)     粒子体系的多重德拜球层（CMDS_粒子体系）相邻层间该更微粒子释电条的驱动力（作用）；

(2)                 CMDS_粒子体系相邻层间更微粒子释电条，不但驱动该更微粒子沿径向上升与旋转，而且控制该更微粒子的磁偶极矩的生成，尤其控制该更微粒子的磁偶极矩方向必须顺向于该更微粒子释电条磁场的方向，否则该更微粒子状态及其运动状态皆不稳定;

(3)                 CMDS_粒子体系相邻层间更微粒子释电条持续沿径向运动并向外发射其释电条；在CMDS_粒子体系相邻层间更微粒子释电条增强时，其发射强度也增强，尤其在该更微粒子的椭圆轨道的近心点位置；

(4)                 由于CMDS_粒子体系相邻层间更微粒子释电条在该更微粒子椭圆轨道的近心点最强，

CMDS_粒子体系相邻层组释电互抑，尤其近同经纬度，则两相邻层组中多数更微粒子的近心点不在同一南/北半球；

(5)                 将质量较大，有磁矩的更微粒子称为更微粒子代表；

(6)                 磁偶极矩南向的更微粒子代表，即负磁偶极矩的更微粒子代表分布在CMDS_{粒子体系-}⁺；磁偶极矩北向的更微粒子代表，即正磁偶极矩的更微粒子代表分布在CMDS_{粒子体系+}^-；

(7)                 CMDS_{粒子体系-}⁺中多数更微粒子代表椭圆轨道的近心点在北半球，CMDS_{粒子体系+}^-多数更微粒子代表椭圆轨道的近心点在南半球；

(8)                 在CMDS_{质子-粒子体系}，质子的结构为C ₊^-e⁺；e⁺椭圆轨道的近心点在南半球，如图2.所示；在

CMDS_{中子-粒子体系}，中子的结构:由内向外为C ₊^-e⁺C _-⁺e，如图3.所示， e⁺椭圆轨道的近心点在南半球，e椭圆轨道的近心点在北半球（7）。

宇称不守恒的验证实验

(1)  钴60-β衰变 

中子衰变.pdf

（8），另外还释放出两不同能量的伽马光子（9）如图4所示;

(2)  在强磁场中极化钴60，使钴60原子核的旋转方向顺向于外磁场方向；

(3)  在与钴60原子核旋转方向相反的方向，β（e^-）粒子发射概率大于沿钴60旋转方向。这验证了钴60-β衰变中宇称不守恒。

钴60-β衰变过程中核子变化及其轨道变化的分析

(1)      钴60原子核内核子分布

⁶⁰C_o : 2p C ₊^-2n C _-⁺8p C ₊^-8n C _-⁺15p C ₊^-18n C _-⁺2p C ₊^-5n C _-⁺；

(2)     钴60-β衰变成镍60过程中核子变化及其轨道变化

⁶⁰C_o ：2p C ₊^-2n C _-⁺8p C ₊^-8n C _-⁺15p C ₊^-18n C _-⁺2p C ₊^-5n C _-⁺ β 衰变→

⁶⁰Ni ：2p C ₊^-2n C _-⁺8p C ₊^-8n C _-⁺16p C ₊^-18n C _-⁺2p C ₊^-4n C _-⁺;

(3)  对比红色标注，明显表达出：在CMDS_{原子-粒子体系}，1nC _-⁺轨道下沉，穿越2层组（C ₊^-与C _-⁺）后至C ₊^-，并在C ₊^-，n 衰变成p；

(4)  钴60原子-粒子体系的CMDS_{原子60钴原子-粒子体系}相邻层间核子由奇数变成偶数后的原子状态，即镍60原子状态相对更稳定。

钴60-β衰变过程中细节分析   

(1)      n在途经CMDS_{原子60钴原子-粒子体系}相邻层组C ₊^-时，由于C ₊^-多数粒子代表的近心点在南半球，n也服从这规律；n在南半球近心点, 形成极强的C ₊^-n释电条，并发射出部分释电条-形成伽马光子，该光子左旋；；

(2)     n在途经CMDS_{原子60钴原子-粒子体系}相邻层组C _-⁺时，由于C _-⁺多数粒子代表的近心点在北半球，n也服从这规律；n在北半球近心点，形成极强的C _-⁺n释电条，并发射出部分释电条-形成伽马光子，该光子右旋；

(3)     n进入C ₊^-，n在南半球近心点，形成更极强的C ₊^-n释电条，则该释电条的磁场也更极强；

(4)     在C ₊^-，n在南半球近心点，在C ₊^-n释电条的更极强磁场的束缚中，由于CMDS_{中子-粒子体系}相邻层受到磁场强烈挤压，而且n的磁矩方向逆C ₊^-n释电条的磁场的方向，导致n的状态不稳定；

(5)     在极强磁场挤压中，CMDS_{中子-粒子体系}相邻层释电增强，导致CMDS_{中子-粒子体系}中表层组C _-⁺e^-释电条极大增强，尤其e^-在CMDS_{中子-粒子体系}中C _-⁺北半球近心点；  

(6)     CMDS_{中子-粒子体系}中表层组C _-⁺e^-释电条在北半球近心点极强中，C _-⁺e^-释电条上升力也极强，则不但向中子-粒子体系外发射出部分释电条，形成右旋中微子，而且同时也将e^-发射出中子-粒子体系；

(7)     右旋中微子，即反中微子，由于其穿透性极高，则它从中子-粒子体系射出后，穿越钴60原子核，到达钴60原子外空间；

(8)     e^-穿透性较低，e^-从中子-粒子体系射出后，进入CMDS_{钴60原子-粒子体系}中原子核区域C ₊^-；

(9)     e^-在CMDS_{钴60原子-粒子体系}的C ₊^-，C ₊^-e^-释电条也极强，尤其在C ₊^-南半球近心点；在南半球近心点，C ₊^-e^-释电条最极强中e^-被射出原子，则e^-左旋，即其螺旋性为负（10）；

讨论

荷电粒子的多重德拜球层（CMDS）统计分布规律，是从电解质溶液的离子氛或等离子体的德拜球，一个有关荷电粒子统计分布的概念，衍生出来的。故上述应用CMDS统计分布规律，推理过程中所描述的具有某种特征(如磁特征)的星体/粒子/更微粒子的分布规律，皆为具有该特征的星体/粒子/更微粒子中多数的行为表现，亦即具有该特征的星体/粒子/更微粒子高概率的行为表现。

钴60-β衰变中宇称不守恒的成因

(1)      1nC _-⁺下沉至C ₊^-，在其近心点发生衰变的概率高，而在其它位置衰变的概率低;

(2)     1n C ₊^-其近心点位置分布服从于CMDS_{原子-粒子体系}中C ₊^-多数粒子代表（质子p）的统计分布规律，即n在C ₊^-其近心点高概率在南半球，而低概率在北半球。故导致在钴60衰变中，与钴60旋转方向相反的方向的β（e^-）粒子发射概率大于沿钴60旋转方向。

附图

图1.原子核结构

图2.质子结构

图3.中子结构

图4.钴60-β衰变过程中能量释放

附图-.pdf

致谢

感谢龚碧平教授和吕和发教授的指导与帮助。

文献

1.        Question of Parity Conservation in Weak Interactions，T. D. Lee and C. N. Yang, Phys. Rev. 104, 254 (1956)

https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.104.254

2.        C. S. Wu, E. Ambler, R. W. Hayward, D. D. Hoppes, and R. P. Hudson，Experimental Test of Parity Conservation in Beta Decay，Phys. Rev. 105, 1413 （ 1957）

https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.105.1413

3.        吕保维，叶永恒，刘振兴《空间物理学进展》第三卷，124-159（2001）

4.        太阳系-5，地磁场的源与磁暴https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3474929&do=blog&id=1328287（2022）

5.        池德龙，太阳系-6—星体的分布规律https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3474929&do=blog&id=1328686（2022）

6.        池德龙，原子内粒子分布的规律https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3474929&do=blog&id=1328837（2022）

7.        池德龙，微观粒子的结构https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3474929&do=blog&id=1329134（2022）

8.        Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Particles/netrino3.html

9.        https://www.researchgate.net/figure/Cobalt-60-decay-diagram_fig2_331083724

10.     卢希庭，《原子核物理》159-163(2000)

宇称不守恒的成因-1.pdf