质能循环论(8).粒子的质量从何而来?
2.粒子的质量从何而来?
粒子的质量来自哪里?一直是困扰众多科学家的难题。由于规范理论的规范对称性禁止规范玻色子带有任何质量,然而这一禁忌却与实验中的观测不相符合,如果不能解决质量问题,将使得整个研究失去基础。1964年,英国物理学家希格斯(Higgs)解决了这个问题,使得自发对称性破缺发生时,那个无质量无自旋粒子仍然存在,但它将变成规范粒子的螺旋性为零的分量,从而使规范粒子获得质量。这一方法被今天的标准模型所借鉴,标准模型通过引入基本标量场——希格斯场来实现所谓希格斯机制。通过希格斯场产生对称性破缺,同时在现实世界留下了一个自旋为零的希格斯粒子。希格斯玻色子也是一种玻色子,然而它与上述这些规范玻色子不同,希格斯粒子负责引导规范变换中的对称性自发破缺,是惯性质量的来源。(参考资料https://baike.so.com/doc/408495-432618.html)。2012年7月4日经过了足够多次数的观测,欧洲原子核能中心最终确信自己已经找到了“上帝粒子”。在发布会上,CMS宣布发现质量为125.3±0.6 GeV/c2的新玻色子,标准差为4.9;ATLAS发现质量为126.5GeV的玻色子(“上帝粒子”理论的提出者已获得2013年诺贝尔物理学奖)。
但是,即使上帝粒子存在,也不能解答现代物理学中的所有疑难问题。并且“上帝粒子”的发现,甚至会误导科学研究。【环球网综合报道】曾报道:据澳大利亚《先锋太阳报》2014年6月27日报道,在欧洲原子能研究中心工作的科学家们在对“上帝粒子”希格斯玻色子的属性进行研究,并将其与最近关于宇宙大爆炸后的另一理论相结合,最后得出“宇宙是不存在的”这一震惊世界的理论。这显然是与事实不符的。因此,关于“上帝粒子”的作用,我的理解是,在125.3-126.5GeV的能量作用下,可以使那些低能粒子改变结构形态和运动形态,在有限空间内,聚集更多的能量,从而表现为质量。一个简单的事实是:在茫茫宇宙中,微观粒子的相互作用会随机产生多达几百种甚至上千种不同形态的粒子。所以,即使所谓的上帝粒子存在,它也只是中微子的在特定条件下某一瞬间的组合形态,是一种短寿命粒子,并非稳定的粒子组合形式。那么,我们能不能换一种思路,突破某些固有理论的束缚呢?
根据对计算数据的分析,我认为:在特定条件下形成束缚态,是粒子获得质量的主要原因。大体有几个主要因素:
第一,可能与电子中微子的数量有关。根据相对论原理,质量与能量等效。质量随着能量的增加而增加。我们的计算结果显示,多数粒子的能量和质量都与电子中微子的数量成正比。中微子数量越多,能量越高,质量也就相应增大;根据第一代粒子的直径,要大于第二代,第三代粒子的事实,说明在特定条件下(比如高温,高压,强磁环境,或者低温,低压,弱磁环境),粒子的活动空间被压缩,导致单位体积内的粒子数量和能量密度增加,从而表现为整体质量的增加。这其实与空气在一定条件下可以被压缩从而改变形态的道理是相似的。正如爱因斯坦的所说:质量是凝聚的能量。
第二,可能与粒子的结构形态和运动方式有关。在特定条件下,粒子和反粒子同样可以相互结合,结构形态和运动形态也会发生变化,能够将动能转变为内能。大多数粒子,在能量凝聚过程中,表现为静止质量的增加;但是,有一些粒子,不显示静止质量。比如胶子和光子。这是什么原因呢?根据我们的计算,光子其实是费米子的激发态,在能量场的持续激发作用下,可以获得连续旋转波动的动力,形成“旋转磁场的异常效应”,显示出运动能量,但是,一旦失去光源的持续激发能量,便会回归能量基态,成为虚光子。所以,由于不存在静止状态的“光子”,也就很难测量出光子的静止质量。
第三,可能与环境因素的变化有关。粒子的组合结构和运动方式,不仅取决于电磁粒子的自组织运动,而且会受到外部能量的影响。在通常情况下,粒子的相互运动,会形成激发能量,使粒子的运动加快,产生光能和热能。但是,在特殊的情况下,方向相反的能量流,可能对粒子的运动产生抑制作用。比如,运用“激光冷却原理”。 激光冷却是利用激光和原子的相互作用减速原子运动以获得超低温原子的高新技术。(参考https://baike.so.com/doc/9096675-9428717.html)。
第四,可能胶子的特殊作用有关。我们的计算结果显示,在16种微观粒子层面,电荷数量和能量是相互关联的。根据电荷数量,可以准确计算每种粒子的质量与能量。但是,到了质子和中子层面,计算得到的质量参数和实际测量的相差非常悬殊。科学家们早已注意到这个问题。凭借目前世界最强大计算机的运算能力,法国、德国和匈牙利的物理学家发现:95%的质子质量,由夸克和胶子的能量,转化而来(参考资料来源https://baike.so.com/doc/1885526-1994903.html)。
我们可以猜想,中子和质子的实测质量大于理论质量的原因,是因为在一定条件下,胶子有可能表现为虚粒子,沉淀在空间的某些特定层面,形成所谓的“胶子场”,吸附在重子的原子核周围,占据部分剩余空间,将粒子的动能转化为内能,呈现“球体”形状(所以电子探针可以抓取原子颗粒),从而可能使粒子质量几十倍甚至几百倍地增加,获得超常质量。一旦环境变化便会自动分解,脱离原来的结构,释放出能量,表现为质量减少,也就是所谓的“质量亏损”;但是,由于胶子质量太小,正负电量平衡,不显示电荷,也没有静止质量,所以极难观测,不易被发现。
而那个被认为赋予粒子质量的“上帝粒子”,其实应该是125.3-126.5GeV能量的高温高能作用下,中微子,胶子或者夸克被“气化”或者“液化”,形成的熔融态,导致某些粒子的结构发生了变化,从而凝聚为质量形态。