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粒子的质量不仅“与速俱增”而且“随机应变”
作为狭义相对论的改进版本,《吸纳了测不准原理的新狭义相对论》给出一个完备化的质量方程,它显示,粒子的动质量m不仅取决于运动速度u,而且与一个无量纲的随机变量ζ (其定义域为0≤ζ≤1)相关。由于这里不方便打公式,所以请链接http://blog.sciencenet.cn/blog-648126-550144.html查看原始论文,其中的(12)式就是这个新方程。可以看到,质量m并非u 的单变量函数,而是u和ζ的二元函数。随机涨落变量ζ是在方程的推导过程中遇到的一个不可避免的因子,它使得存在于测量或相互作用中的随机性自然地进入了相对论方程。新的质量方程是对洛伦兹-爱因斯坦质量公式的完备化改进,它对后者的包容和拓展反映在以下方面:
1) 当ζ=1时,方程有极大值形式。若u≤ud =(1–4.641×10-39)c,这个极大值形式恰好就是洛伦兹–爱因斯坦公式。当ζ=1但u >ud 时,质速关系遵循另外形式的方程,直到u=c时,质量不是无穷大而是一个有限的最大值mmax=1.5Φm0=1.557×1019m0.
2) 当ζ<1时,粒子将以确定的几率PS出现在奇异的“高速度-低质(能)量(HSLM)”状态。在目前的观测能区,PS<<1,而出现在ζ=1状态的几率则为1–PS≈1,所以ζ=1的状态是最可几的,洛伦兹-爱因斯坦公式描写的正是这种最可几状态下的质-速关系。
3) 按不同ζ状态下的几率加权平均可以得到不含ζ、仅与速度相关的质量平均值,在目前的观测能区,平均质量-速度关系式与洛仑兹-爱因斯坦公式的区别甚微。
完备化的质量方程有多方面的应用,例如用它解释极高能宇宙线GZK截断问题,得到与最新的观测完全一致的结果;又如,由它推导出哈勃常数和若干物理常数之间的关系式,进而算出哈勃常数的理论值H0=70.688km·s-1·Mpc-1,与目前公认的观测值符合的很好;再如,用它还可以严格证明普朗克能量是一个与观察者无关的不变量,从而使这个长期作为假设采用的命题找到了理论来源。特别值得一提的是,新方程预言了一个超越现有理论的未知效应——HSLM效应,该效应在电子储存环上引起的一种小概率的异常现象是可以进行实验探测的。利用NSRL800MeV电子储存环进行的初步实验显示,有疑似预期的异常现象存在的迹象,目前正在筹划对这个未知效应做进一步严格精确的实验验证。
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GMT+8, 2025-1-5 15:23
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