新粒子是所谓“t夸克”的同胞小弟(专题六)
2012-09-30 10:56:52
  • 0
  • 0
  • 1

 )))))——就希格斯玻色子致全球知识界的公开信(六)

作者  苟文俭

本文所述的新粒子,也即是CERN和FNAL在7月初宣布发现的粒子,仍记为X粒子。所谓“t夸克”,即是SM中第三代的top quark,它是FNAL在1994年4月6日宣布发现的。当年,FNAL共找到了56个t夸克事例。

《2008年粒子物理手册》公布的t夸克质量实验值为171.2±2.1Gev。

(一)

IV模型中粒子的Vc在n0个f追求V0对称时,传递的真空信息i有三种(1):(1)只有纵向分量的iˇl;(2)另有两个横向分量的iˇt;(3)iˇl与iˇt在f转录时相互叠加的iˇs。

根据Vˇc在nˇ0个f传递的i不同,就可以对粒子内部存在做如下分类:

1、每个f只传递iˇt的Vˇc记为Vˇct,它在每个f追求实现的Vˇ0对称记为iˇt对称。

2、每个f可传递iˇl的Vˇc记为Vˇca,它在每个f追求实现的Vˇ0对称有两种情形:

 (1)在每个f独立传递了iˇl实现的Vˇ0对称,就记为iˇl对称(符号“ˇ”表示下标);

(2)在每个f传递的是iˇl与iˇt叠加的iˇs,实现的Vˇ0对称就记为iˇs对称。

当一些转移的a进入粒子的Vˇc冲击了某个区域时(2),Vˇc会发生单向形变,并会产生Vˇc或粒子运动;这种多余a记为aˇct,它们冲击Vˇc某个区域时,都有nˇe个f指向了同一方向。

费米子是以单手性Vˇc为基础的粒子,它们有如下四类(3):

1、以左、右单手性Vˇct为基础,每个f在实现的iˇt对称中就组成了负的或正的电子。

2、以左、右单手性Vˇca为基础,每个f在实现的iˇl对称中就组成了正、反重子,在实现的iˇs对称中就组成了负的或正的μ重轻子或τ重轻子。

3、对单向形变的运动Vˇc,当nˇ0个f的aˇi不能满足实现Vˇ0对称的特定需要时,它就会以持续转移aˇi的方式孤立存在。由于每个f可以传递三种i,孤立的Vˇc就可以有三种类型,它们均为单手性,穿透性极强,具有三“代”中微子的所有特性,即是中微子。

一对左、右手性Vˇca相互挤压中,它们之间在单一方向实现的个体Vˇ0对称就记为Iˇc对称,以此为基础就可以组成玻色子,有如下三类(4):

1、在一对Vˇca相互挤压的相离方向,每个f仍然各自实现了Vˇ0对称的,称是介子。

2、一对Vˇca只在相向方向实现了Iˇc对称,相离方向每个f没有单独实现Vˇ0对称的,称是类粒子,有三种,分别记为iˇc粒子、iˇt粒子及iˇr粒子。

3、粒子衰变中,如果粒子V集团的Vˇca在Ic对称中转移了多余a,它们就只能以aˇct的可动方式通过真空持续转移,并在aˇct的持续转移中组织了一大群左、右手性的真空态V;这也就是我们常说的光子。

(二)

在每个f实现各向同性的Vˇ0对称时,粒子的Vˇca个体在单一方向整体形成Iˇc对称的所有aˇi实现的存在,称是单向纵向要素,记为lˇe,其质量记为lˇe质量,有如下四种(5):

1、Vˇca在每个f保持了独立存在的,称是理想lˇe0,其质量用Δmˇe0表示。

2、受 Vˇca在每个f实现iˇl对称影响的,称是l型lˇel,其质量用Δmˇel表示。

 3、受 Vˇca在每个f实现iˇt对称影响的,称是t型lˇet,其质量用Δmˇet表示。

4、受 Vˇca在每个f实现iˇs对称影响的,称是s型lˇes,其质量用Δmˇes表示。

对各lˇe质量,IV模型的计算值分别是Δmˇe0=70.025243Mev、Δmˇel=76.866552Mev、

Δmˇet=72.081880Mev、Δmˇes=67.48830Mev。

上述(一)的三种类粒子中,iˇc粒子与iˇt粒子的主要属性如下。

1、iˇc粒子。是正、反高能粒子碰撞时, 一对左、右手性Vˇca在各向同性条件下实现个体Iˇc对称的类粒子(6);产生它的条件固有动量为Pˇc0,计算值为9595.9785Mev/c(c为真空中的光速)。ic粒子质量计算值为9460.3005Mev;这即是由正反b夸克组成的Υ(1S)介子。

iˇc粒子有五种l激发态、六种t激发态。由质量计算可知,它的五种l激发态就是实验中的五种Υ(1S)介子共振粒子,六种t激发态即是实验中的六种Χˇb介子共振粒子。

所有这些粒子质量计算值均与实验值高度一致。

2、iˇt粒子。是正、反高能粒子碰撞时,一对左、右手性Vˇca在只有纵向传递i的条件下实现个体Ic对称的类粒子(7);产生它的条件固有动量为Pˇt0,计算值为60.2933Gev/c。

it粒子不能被激发,但由于iˇt与iˇl在同一方向做相同传递要相互叠加,通过衰变生成物可区分它有五种:(1)三种分别表现为正、负、及电中性的iˇtl粒子,它们的质量相等;(2)表现为电中性的iˇts粒子;(3)所有多余a都只能以aˇct的可动方式转移的、表现为电中性的iˇtt粒子,这也即是观察中的光子。

lˇe是Vˇca的每个f都实现了Vˇ0对称的单向纵向存在,是类粒子实现Iˇc对称的基础。因此,类粒子实现的Iˇc对称存在,都只能以lˇe为基础,相关质量具有线性的正比关系。

只考虑以不同le为基础实现Iˇc对称存在的理想情形,计算得到的iˇtl粒子理想质量为80.2348Gev,iˇts粒子理想质量为91.3843Gev,质量不确定的iˇtt粒子质量中心理想值为88.1479Gev。根据《2008年粒子物理手册》公布的W^±与Z^0质量实验值可以确定:

正负itl^±粒子就是所谓的中间矢量玻色子W^±(实验值为80.398Gev),中性的its^0粒子也就是所谓中间矢量玻色子Z^0(实验值91.1876Gev)(符号“^”表示上标)。

(三)

正、反高能粒子碰撞时,一对左、右手性Vˇca个体在保持相对独立条件下实现了Iˇc对称的类粒子,也即是iˇr粒子;产生它的条件固有动量为Pˇr0,计算值是120.5865Gev/c。

由于iˇr粒子的一对左、右手性Vˇca保持了相对独立,就具有了以理想lˇe0为基础形成Iˇc对称存在的可能:不以lˇe0为基础的记为iˇrn粒子,以lˇe0为基础的记为iˇry粒子。又由于一对Vca没有实现i的相互传递,它们转动各向同性的横向存在将始终占主导。

1、设iˇrn粒子的固有动量为Pˇrn。不以理想lˇe0为基础也即Vˇca在每个f保持的独立存在不影响Iˇc对称,因此每个f仍有追求Vˇ0对称的纵向存在。Pˇrn有如下两个独立分量:

(1)有Vˇca转动各向同性存在的横向方向分量,用Pˇrt表示;它首先是Pˇr0支配的结果,必等于Pˇr0,同时也还要以t型lˇet为基础;即有Pˇrt= Pˇr0∝Δmˇet;

(2)每个f有追求Vˇ0对称的纵向存在,这也就又构成了Pˇrn的纵量,用Pˇrl表示;由于Vˇca转动各向同性的横向存在占主导,形成Pˇrl的基础仍是t型lˇet,但同时还有纵向l型lˇel要通过nˇe个f构成影响,其取值就有Pˇrl∝(Δmˇet+Δmˇel/kˇα)(kˇα=nˇ0/nˇe)。

kα取值等于原子超精细常数的倒数(8)。使用Δmˇet、Δmˇel的计算值及kˇα实验值,以及动量公式Pˇrn^2=Pˇrt^2+Pˇrl^2,就可计算得iˇr粒子的质量为171.2002Gev。因此,所谓SM的t夸克,也就是类粒子中的iˇˇrn粒子,它的理想寿命为4.309793×10^-25s(8)。

2、设iˇry粒子的固有动量为Pˇry:(1)以lˇe0为基础,一对Vˇca在每个f也就没有追求Vˇ0对称的纵向存在,无纵向分量;(2)在横向方向Pˇry受Pˇr0支配时,因为iˇt与iˇˇl通过f转录的情形相同,会叠加成iˇs。Pˇry取值决定于如下两个独立因素:

(1)首先要以理想lˇe0为基础,其取值就有Pˇry∝Δmˇe0。

(2)同样也要被Pr0支配,同时其存在也还要以s型les为基础,则有Pry=Pr0∝Δmes。

即有Pˇry/Pˇr0=Δmˇe0/Δmˇes,进一步计算可得iˇry粒子质量为125.1194Gev。这也即是CERN和FNAL发现的X粒子。因此,属于玻色子的X粒子,它并非“上帝粒子”,而是所谓“t夸克”的同胞小弟。根据iˇr粒子具有的实际存在,对它还容易有如下认识:

1、正、反高能粒子碰撞产生ir粒子时,形成理想le0的机会少于实现的个体Iˇc对称,因此与iˇrn粒子(即t夸克) 相比,iˇry粒子(即X粒子)产生的几率更少。

2、由于始终是Vˇca转动各向同性的横向存在占据主导,衰变中一对Vˇca的多余a就都只能以aˇct的可动方式转移,即只有辐射双光子的直接衰变。当然,其联级衰变也还可以产生出有质量的其它任意正、反粒子,但这些都只能是小几率衰变。

(四)

粒子中的Vca追求V0对称的存在方式,就称是Vˇca状态。

作者计算了77种有不同质量的粒子质量(9),包括所有稳定与不稳定常见粒子,都与实验测量值准确相符。如μ重轻子质量,计算值为105.658369Mev,实验测量值也就是105.658367Mev。计算所有粒子质量有统一公式,每一个粒子质量计算通过Vˇca状态分析的初始条件都是确定统一的,都只使用了包括kˇα在内的、由Vˇ0存在决定的四个实验常数,也都象iˇr粒子质量的计算那样,异常简洁。

主流SM的粒子质量计算涉及了非常复杂的非线性运算,尽管使用了不知源于什么的二十多个自由参量,但却只能近似估算与这些自由参量相关的粒子质量,使粒子质量的计算成了最具根本性的世界难题,但在IV模型中这却是水到渠成的简单问题。

IV模型能够精确而又非常简洁地计算所有粒子质量,这决非偶然巧合。

对粒子质量,事实又摆在了我们面前:到底应该选择精确而又简单的有效计算,还是继续复杂而又完全无效的非线性操作?

对粒子内部存在及现实世界的本源,当代物理的主流探索依据SM的规范对称观念,不仅毫无收效的耗费着全世界的巨大资源,也还总是表现出绝拒接受-切离开规范对称观念的新思想,这既是当代物理学的不幸,也更使先辈们培育的物理学精神蒙冤受屈!

遵重实际存在的基本事实,是物理学最宝贵的品质。作者期盼:在对粒子内部存在及现实世界本源的探索中,物理学家们能够从规范对称观念的羁绊中解脱出来。

 

参考文献:

1、苟文俭,《粒子及其质量计算》,香港科学教育出版社2008年11月第一版,第139、140、142、200页。该书对IV模型有具体表述。

2、同上,第136、95页。

3、同上,第170、224、212、213 页。

4、同上,第217、220至221、260页。

5、同上,第202、411至413页。本文使用该书中的符号lel0、Δmel0等四个表示符号时,均省略了符号右下标的第二个字母“l”。

6、同上,第220、381、404、447、449页,

7、同上,第221、372、405、447页。原书只陈述了四种it粒子,对第五种表现为电中性的itl粒子,是在去年的进一步研究中发现的。

8、同上。kα取值的意义见该书的第96、329页;irn粒子的理想寿命,即是该书第259页所述的时间量子τc的取值。对ir粒子的认识,对该书的介绍本文有较大改进。

9、同上,第411页至459页。

                                      完成于2012-09-15 

最新文章
相关阅读