i粒子的质量计算(PM12)
2009-12-26 06:45:41
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作者 苟文俭

【要点提示】:本文要理解的主要问题是:(1)三种i粒子的条件固有动量的相互关系是什么,它们是怎样具体计算的;(2)it粒子和ir粒子某个方向的固有动量,为什么会与对应的非理想单位Il对称量成正比;(3)对不同itl粒子的质量计算,为什么条件固有动量会等于两个不同方向的固有动量。

◎ ◎

如《(PM11)》所述,三类i粒子中,电中性的ic粒子和it粒子只各有一种,还有三个可以确定质量的itl粒子;这五个粒子质量计算应当使用11-7式的正交叠加公式,其中,它们的固有动量均由条件固有动量Pi0决定。

(一)

对不同i粒子条件固有动量Pi0的相互关系,《粒子及其质量计算》第六章第六节中做了较具体的论述。其中:ic粒子条件固有动量Pc0 = h/(2πrpt),该式中h是普朗克能量子,rpt是一个ict行为正常传播时、物理真空量子Q实现的广延性线度,(2πrpt)则是在一个ic动作中、在V实现st特性的各向同性存在中形成的物质波波长(p220)。

it粒子条件固有动量Pt0 = 2лPc0;ir粒子条件固有动量Pr0 = 2Pt0(p221)。

在该书第十章第四节中,作者以电子质量Me及I对称转换手性参量kα为已知条件,对上述三个i粒子条件固有动量具体计算如下。

1、只有一对act构成的ict行为,才能保证Q存在不离开st特性、并以正常方式实现其广延性存在。粒子不离开stc特性实现act表达需要传播n0个it,满足Q存在正常时被表达的也应当是n0对act的作用,因此这就应当与n0对ai构成的电子固有动量相等,对此就用“Me/c”表示。其中Me是电子质量,c是真空中的光速。

2、根据该书第三章第七节的论述,在it通过Q正常传递中,一对act作用被表达的过程需要经历kα个ic动作(p100)。

3、在粒子不离开stc特性实现act表达中,每一个ic动作只允许传播ne个it,传播n0个it需要kα个ic动作传递(p96)。因此,n0对act一次作用完全被表达的全过程,就需要kαkα个连续的ic动作,这样由Q存在广延性构成的物质波波长,也就应当是kαkα·2πrpt

因此有Me/c = h/(kαkα·2πrpt),由此得Pc0 = h/(2πrptc)= kαkαMe/c,代入已知即得ic粒子条件固有动量Pc0 =(kαkαMe)/c = 9595.9785Mev/c。

进一步即得it粒子条件固有动量Pt0是60.2933Gev/c,ir粒子条件固有动量Pr0是 120.5865Gev/c(p405)。

(二)

由于三类i粒子的一对Vca实现对称存在的差异,如下所述,就使它们的条件固有动量决定其自身固有动量的情形也都各不相同。

1、对ic粒子的一对Vca,由于在Ipt与Icl传递中Vca存在没有离开stc特性,因此纵向或横向固有动量也就都具有Vca实现stc特性存在的相关性,它们不可能从产生的条件中独立。即ic粒子的纵向或横向固有动量都与Pc0有关,对它们的最简单的计算,首先就应当考虑以粒子Vcm自主存在中满足实现stc特性存在的相关性为依据。

2、对it粒子和ir粒子的一对Vca,由于两个方向的I传递都不受Vca实现stc特性的支配,纵向或横向固有动量就不具有Vca实现stc特性存在的相关性,产生的条件就只能满足一个方向实现的对称存在,由此就容易有如下两点认识:

(1)因为这两类i粒子产生的条件,就是它们的一对Vca实现了存在对称性。因此,这两类i粒子的条件固有动量,都应当与它们一对Vca优先实现了存在对称性方向的固有动量相等;即Pt0或Pr0等于粒子优先实现了存在对称这个方向的固有动量。

(2)由于它们Vca的I传递根源于粒子运动,合并的是ne个i1自由度,这就与非理想单位Il对称量合并的i1自由度个数相同(p182)。由此可以确定:如果这两类i粒子的某个方向的固有动量用Pi表示,与它传递I的种类相对应的非理想单位Il对称量为Δmel,Pi就只不过是Δmel的线性迭加,因此就有Pi ∝ Δmel

(三)

ic粒子质量用“Mc”表示,它的横向固有动量用“Pct”表示,纵向的用“Pcl”表示。由上述论述,Pct和Pcl与条件固有动量Pc0都具有实现stc特性存在的相关性,由此就可以做如下计算:

1、Pct与Pc0具有的相关性,如上所述就可以直接使用I对称转换横向自我存在参量λst做直接转换;再考虑是一对Vcm存在构成了Pct,因此有Pct = 2λstPc0 = 5495.6937Mev/c。

2、对Vca的存在,由于纵向存在与横向存在保持一致。因此,由Pcl在Vca自我存在中构成的纵向存在内容,就只能来自Pc0在Vca自我存在中构成的横向存在内容;但由于纵向方向一对Vca的相互挤压,要对Vca自主纵向存在产生影响而构成修正量,用δpclr表示,

则有λslPcl + δpclr = λstPc0

一对Vca的相互挤压有il与ict传递,因此对δpclr的计算,可选用Δmell和Δmel0作已知I对称量,构成的是I对称量横向转换,具体计算是δpclr = μt(Δmell + Δmel0s)/c,

对这两个公式代入已知量即可得:Pcl = 7700.3010Mev/c。

ic0粒子的固有动量用Pc表示,由Pc2 = Ptc2 + Plc2,得Mc = Pc·c = 9460.3005Mev。

这正是现代粒子理论中的Υ(1S)粒子质量;该粒子实验值也即为9460.30Mev。

(四)

对三种有确定质量的it粒子及ir粒子,其质量计算有如下三两种情形。

1、带电的itl±粒子。它横向固有动量用“Ptt1”表示,纵向的用“Ptl1”表示。注意这两个表示符号下标最后一个是数字“1”,表示这是itl粒子的第一种情形。

它的一对Vca传递Ipt的情形不对称,构成了横向方向传递Ics不对称,Ptt1只与s型Δmels成比例,即有Ptt1 ∝ Δmels;一对Vca纵向方向传递Icl实现了对称,因此Ptl1应当与条件固有动量Pt0相等且与l型Δmell成比例,即有Ptl1 = Pt0 ∝ Δmell

由此可得Ptt1/ Pt0 = Δmels/Δmell,Ptt1 =(Δmels/Δmell) Pt0

代入已知得Ptt1= 52.9371 Gev/c,使用11-7式提供的粒子质量正交叠加公式,即可得itl±粒子质量为80.2348Gev。

2、电中性的ir0粒子。它横向固有动量用“Ptt2”表示,纵向的也用“Ptl2”表示。这两个符号下标最后用数字“2”,表示这是itl粒子的第二种情形。

它的一对Vca传递Ipt的情形对称,表明横向方向传递的Ics也一定对称,由于它有it成份,其对称优于传递Icl实现的对称,因此就应当是Ptt2与条件固有动量Pt0相等,并且与s型Δmels成比例,即有Ptt2= Pt0 ∝ Δmels;同样在纵向方向也应当有Ptl2 ∝ Δmell

由此也可以得 Ptl2/ Pt0 = Δmell/Δmels,即有Ptl2 =(Δmell/Δmels) Pt0

代入已知得Ptl2 = 68.6717 Gev/c,也使用11-7式提供的粒子质量正交叠加公式,即可得itl0粒子质量是91.3843Gev。

3、对ir粒子的质量计算。它纵向固有动量就用“Prl”表示,横向的也就用“Prt”表示。

ir 粒子的一对Vca只能是对等的,它横向方向转录的Ipt是对称的,与itl0 粒子情形相同, Prt应当与条件固有动量Pr0相等,但由于转录的是Ipt,Prt应当与t型Δmelt成比例,即有

Prt= Pr0 ∝ Δmelt;在纵向方向同样是Prl ∝ Δmell

由此即有Prl/ Pr0 = Δmell/Δmelt,得Prl = (Δmell/Δmelt) Pr0

代入已知得Prl = 128.5908Gev/c ,使用11-7式提供的粒子质量正交叠加公式,即可得ir粒子质量是176.2858Gev。

(五)

对现代粒子理论标准模型中间矢量玻色子W±和Z0、及t夸克粒子质量,04年世界粒子物理学会公布了实验测量平均值,一个实验小组得到的W±质量是80.452Gev,Z0的质量是91.188Gev,t夸克粒子质量是176.2Gev。

上述计算结果表明,本文所述的itl±粒子和ir0粒子,也就是中间矢量玻色子W±和Z0,无确定质量的its粒子,也就是在产生中间矢量玻色子条件下生成的光子,而ir粒子就是标准模型认定的t夸克。

由于上述计算条件是理想的,把这些粒子某个方向的固有动量看成是对应非理想单位Il对称量的线性迭加必有误差,再加之这种实验测量极端复杂,一个小组的实验测量值与理想的计算结果有偏差,是非常正常的。

特别说明:IV模型认识到的电场力,它根源于手性iet行为通过真空Q的正常传播(p254),而弱力则是固有s作用对粒子Sn中不正常ai的矫正(p240),它们并没有标准模型中弱电统一理论所表述的那种统一性,但如该书第八章第九节所述(p318):由于规范理论中W±和Z0是弱力的传递者,光子是电磁力传递者,四种it粒子就正好满足了弱电统一理论中这种使用SU(2)×U(1)群表述的描述需要。因此,标准模型的弱电统一理论,只具有假定条件下的数学表述意义,不具有真实的物理实质性意义。

【注】:本文所称的该书即是《粒子及其质量计算》,文中相关句子后面括号内的p加数字,如(p220),指的是该处所陈述的内容出自该书的第220页。

完成于2009-12-17

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