人類迄今為止共發現了400多種微觀粒子,其中有61種基本粒子,以為這些基本粒子就是最基本的粒子。不過,也有很多人并不這么想,他們認為應該還有更為基本的粒子,據說早在1974年的時候,兩位物理學家喬杰什·帕蒂和阿卜杜勒·薩拉姆就曾經提出了“前子”這一概念,說它就是夸克的下一級粒子,但可惜的是他們也就是想想而已。而今,統一信息論徹底解決了這個問題,并建立了遠比現代物理學體系更為基本的認知體系,這一體系發現了宇宙最小單元體,是為宇宙絕對基本粒子。
標準模型
根據統一信息論,極限粒子是物質的最小單元體,它是由普朗克尺度1.61624×10^-35m構成的絕對標準正方體,是由8個頻率相同的能量子(光子)集合而成的。極限粒子是比人類目前為止所發現的所有400多種粒子和61種基本粒子的更為基本的最為底層的不可分的最小物質單元體。就物質實體而言,極限粒子是不可再分,或者說如果再分,它將變成非物質的能量子。
基本粒子由一個個極限粒子疊加而成
極限粒子具有無限多樣性,則基于極限粒子所構成的基本粒子也應該無限多樣,但是人類目前為止只發現了61種基本粒子,這就說明人類目前的認知水平還是極低的。那么,人類目前有沒有可能發現極限粒子呢,或者說在人類所發現的61種基本粒子里面會不會有極限粒子呢?
極限粒子不屬于通常的物理范疇,從理論上分析,以人類現在的認知水平,實驗室中是極難直接發現極限粒子的,不過也許有例外的情況。我們所能做的,只能是根據極限粒子的特征和一些初步條件,結合一些科學發現的實驗數據,來進行分析判斷了。
一、具備極限粒子的初始條件
我們首先要根據人類已發現基本粒子的尺度來判斷,即必須是由1.61624×10^-35m構成的絕對標準正方體,否則就不是。但據了解,已知人類所發現的最小基本粒子的尺度也要遠大于極限粒子,電子的半徑5.6×10^-15m,夸克的直徑大約為8.6 x 10^-19米,而中微子的尺度盡管小于電子的百萬分之一,但也遠大于極限粒子的尺度。就此而言,61種基本粒子都不符合極限粒子的條件,它們均是由極限粒子構成的上一級粒子,這就是說,這61種基本粒子遠遠不夠基本。
不過,我們還應考慮到另外一種情況,即人類目前對夸克和中微子的尺度實際上是測量不出來的,比如由于“夸克幽閉”的作用,科學家們實際是無法測量它的大小,而中微子更小,因此,他們對基本粒子的測量其實可能就是預估。果真如此,那我們就有希望通過對他們的質量和構成它們的能量子頻率,來判斷它們是否有可能具備極限粒子的條件。
61種基本粒子
在現已發現的粒子及其基本粒子中,強子質量的數量級都較大,且已被證明是由更為基礎的夸克構成,自然也不屬于極限粒子;而光子就是作為非物質的能量子,是宇宙構成的始基。這樣,能成為極限粒子的最有可能的就是輕子、夸克、膠子、W 及 Z 玻色子了。
已經發現的輕子包括電子、μ子(渺子)、τ子(陶子,重輕子)三種帶一個單位負電荷的粒子,分別以e-、μ-、τ-表示,以及它們分別對應的電子中微子、μ子中微子、τ子中微子三種不帶電的中微子,分別以ve、νμ、ντ表示。加上以上六種粒子各自的反粒子,共計12種輕子。
已知:電子的質量9.1×10^-31 kg ;μ子的質量1.8837×10-28 kg;τ子的質量3.276×10^-27 kg;上夸克的質量2.6745×10^-30kg~7.132×10^-30kg;下夸克的質量6.0622×10^-30kg~1.4264×10^-29kg;奇夸克的質量1.4264×10^-28kg~2.3179×10^-28kg;粲夸克的質量2.05045×10^-27kg~2.4071×10^-27kg;底夸克的質量7.3103×10^-27kg~7.8452×10^-27kg;頂夸克的質量約為3.0561×10^-25kg;中微子的質量尚未測定,但已知小于電子的百萬分之一;膠子至今沒有找到直接證據,而W 及 Z 玻色子本身就有質量,它們也有可能是極限粒子。
下面將根據電磁波的頻率范圍以及物質質量公式,通過排除法來排除那些沒有可能性的基本粒子。
已知目前發現能量子的最高頻率是3×10^20 Hz ,那么,由此目前可以確定人類所發現極限粒子的最高質量為m= 8hv/ c²=5.8898392×10^-50v=5.8898392×10-50×3×10^20=1.7669517×10^-29 kg
根據這個數據,考慮到極限粒子是物質的最基礎構成。因此,凡是大于這個數值的就暫時被排除在極限粒子的這個種類之外。當然,理論上還存在更高頻率的能量子構成極限粒子,但這是不能作為認證的出發點的。這樣,通過對比不難發現:具備極限粒子初步條件的就只剩下電子、上夸克、下夸克、中微子、膠子等5種所謂的基本粒子了,其它粒子包括強子都正是由極限粒子集合而成的微觀粒子。下面,將通過尋求上述5種粒子的能量子構成,來進一步確定其是否具備極限粒子的身份。
二、現已可能發現的極限粒子
極限粒子都是由相應頻率能量子集合而成的,一種頻率能量子就會集合成具有相應質量的極限粒子。根據這個規律,我們就可以確定那些基本粒子有可能是極限粒子。
1、電子屬于復合粒子而不是極限粒子
我們已經知道,物質衰變或物質被破壞的時候,物質的質點會轉化為能量子并釋放出來形成輻射電磁波,這就為我們找到了粒子的能量子構成提供了線索。
實驗室中X射線是通過X射線管產生電子束轟擊靶極而產生的,故理論上可以認為,X射線是由于原子在能量相差懸殊的兩個能級之間的躍遷而產生的,所以X射線光譜是原子中最靠內層的電子躍遷時發出來的。這說明,X射線與電子的形成有密切關系,否則就難以說明電子何以會在遷躍時發射X射線,也就是說:X射線可能就是被集合成電子的能量子。由此可認為,電子具備通過X能量子轉換為質點后而形成極限粒子的初步條件,但這需要通過進一步的推論才能確知。
已知X射線的頻率在3×10^16~3×10^18 Hz之間,電子的質量為9.1×10^-31Kg。根據極限粒子的質量公式,可以計算出由X射線(X能量子)集合成X極限粒子的質量范圍為:
m上= 8×hv/ c²=5.8898392×10^-50v=5.8898392×10^-50×3×10^18=
1.7669517×10-^31 kg
m下= 8×hv/ c²=5.8898392×10^-50v=5.8898392×10^-50×3×10^16=
1.7669517×10^-33 kg
從X極限粒子的質量范圍來看,電子的質量顯然超出了極限粒子的條件。同時,由于X射線的頻率有范圍大小的不同,其所集合而成的X極限粒子也應該有不同質量的種類,但電子卻只有一種,其質量也是個恒定值。所以,電子不具備極限粒子的條件,它應該是由多種不同X極限粒子集合而成的相應復合粒子,也只有這樣才能解釋X射線具有不同頻率的原因。當然,電子也可能是由高于X能量子頻率的能量子集合而成的極限粒子,但這個結論至少還缺乏實驗證據。
另外,科學界上的初步發現也正在證實電子不是極限粒子的觀點。據新華社倫敦09年8月2日電(記者黃堃)。英國研究人員最近通過實驗證實了電子可分裂為自旋子和空穴子的理論假設,這一進展將有助于研制下一代量子計算機。英國劍橋大學日前發布新聞公報說,該校研究人員和伯明翰大學的同行合作完成了這項研究。公報稱,電子通常被認為不可分。但1981年有物理學家提出,在某些特殊條件下電子可分裂為帶磁的自旋子和帶電的空穴子。劍橋大學研究人員將極細的“量子金屬絲”置于一塊金屬平板上方,控制其間距離為約30個原子寬度,并將它們置于約零下273攝氏度的超低溫環境下,然后改變外加磁場,發現金屬板上的電子在通過量子隧穿效應跳躍到金屬絲上時分裂成了自旋子和空穴子。自旋子和空穴子究竟是什么?他們沒有說明,現象他們在沒有將認識提高到極限世界視域時,也是不可能認知到這個問題的,但可以確定電子是一種復合粒子。
綜上所述,可以初步認為電子屬于由X極限粒子組合而成的復合粒子。不過,由于電子還屬于反物質,那么,組成電子的X極限粒子就應該屬于反極限粒子,它是由負X能量子集合而成的。因此,電子的確切定義應該是這樣的——電子是由反X極限粒子參與組合而成的復合粒子。
2、上夸克具備極限粒子的特征
同理,通過運用上述推理也可以判斷夸克是否具備極限粒子的條件。
我們已知,質子、中子等核物質是由夸克構成的,而γ射線是原子核能級躍遷蛻變時釋放出的射線,核反應時往往也伴隨著大量的γ射線輻射并同時產生質量虧損。據此,我們初步認為夸克是由γ射線集合而成的極限粒子構成的。
已知:γ射線的頻率在3×10^18~3×10^20之間,上夸克的質量2.6745×10^-30kg~7.132×10^-30kg;下夸克的質量6.0622×10^-30kg~1.4264×10^-29kg;奇夸克的質量1.4264×10^-28kg~2.3179×10^-28kg;粲夸克的質量2.0505×10^-27kg~2.4071×10^-27kg;底夸克的質量7.3103×10^-27kg~7.8452×10^-27kg;頂夸克的質量約為3.0561×10^-25kg。
根據極限粒子的質量公式,可以計算出由γ射線(γ能量子)集合成γ極限粒子的質量范圍為:
m上= 8×hv/ c²=5.8898392×10^-50v=5.8898392×10-50×3×10^20=
1.7669517×10^-29kg
m下= h8×hv/ c²=5.8898392×10^-50v=5.8898392×10^-50×3×10^18=
1.7669517×10^-31kg
由此可以看出,上夸克和下夸克的質量恰好在γ極限粒子的質量范圍,且夸克的質量也不是恒定的,而具有一定的質量范圍,這也符合由多種頻率γ射線集合成多種γ極限粒子的特點。因此,可以初步認定:上夸克和下夸克就是γ極限粒子。
奇夸克、粲夸克、底夸克、頂夸克不在γ極限粒子的范圍內,但這并不表明它們就不是極限粒子,但如果它們真的是極限粒子的話,那么,它們應該屬于由能量大于γ能量子的未知高頻率能量子質點化后集合而成的大質量極限粒子,我們將這種未知的能量子暫且命名為德爾塔能量子。如此,由德爾塔能量子集合而成的德爾塔極限粒子,就應該是一種人類目前難以觀測到的暗物質大極限粒子,但是這四種粒子卻是在實驗室中能發現的或者發現一些蹤跡的。這說明,它們不是極限粒子的可能性很大。
極限粒子只會被分解為能量子,而不會衰變成另外一種極限粒子,但較重的夸克卻不穩定,它們會通過一個叫粒子衰變的過程,來迅速地變成上或下夸克,如奇、粲、頂及底夸克則只能經由高能粒子的碰撞產生(例如宇宙射線及粒子加速器)并很快衰變。上及下夸克一般來說很穩定,所以它們在宇宙中很常見,但相對而言,下夸克也不穩定。在中子(ddu)衰變成質子(uud)過程中,中子中的一個下夸克衰變成了上夸克因此,下夸克也是不穩定的,即6種夸克中,只有上夸克u是穩定的。如此,只有上夸克具備極限粒子的條件。
3、中微子可能是極限粒子
中微子的質量至今沒有正確測定,只是被確定為質量約小于電子質量的百萬分之一。據此,可以初步認為中微子的質量應該小于9.1×10^-31Kg×10^-6=9.1×10^-37Kg。假如中微子是極限粒子的話,那么,集合它的能量子頻率將低于10^13量級,而這一量級的能量子將首先在紅外線波普中出現。紅外線的頻率在1×10^12~4×10^14 Hz范圍內,由其能量子集合而成的紅外極限粒子的質量范圍為:
m上= 8×hv/ c²=5.8898392×10^-50v=5.8898392×10^-50×10^14=
5.8898392×10-^36kg
m下= 8×hv/ c²=5.8898392×10-50v=5.8898392×10-50×10^12=
5.8898392×10^-38kg
由此也可以看出,中微子的質量與紅外極限粒子比較符合。當然,中微子也可能是由頻率更低的無線極限粒子復合而成,但在中微子經常出沒的物理過程中,卻基本沒有可能發現頻率低于紅外線的無線電波,反倒是經常發現大量的紅外輻射。事實上,絕對零度(-273℃) 以上的物體都在不斷輻射紅外電磁波,而宇宙中也到處充斥著中微子。據科學推測,宇宙中充斥著大量的中微子,大部分為宇宙大爆炸的殘留,大約為每立方厘米100個。
出現上述這種情況的最好解釋是:中微子就是由紅外能量子集合而成的紅外極限粒子,這可以很好說明中微子和紅外線大量充斥宇宙的原因。由于紅外線的波動性較強,這使其在被集合成中微子的時候,往往表現得相對不穩定,因此而容易衰變且易受外來因素的破壞,故作為紅外極限粒子的中微子往往會容易失去時空和質量,而使紅外質點轉化為紅外線。這就是為什么物質都會不斷發射紅外線的原因。
4、W 及 Z 玻色子和希格斯玻色子不可能是極限粒子
下面,我們將通過計算來判斷一下W 及 Z 玻色子、希格斯玻色子是極限粒子的可能性。
W質量=80.4GeV×1.783×10^-30=1.433532×10^-28kg。
Z質量=91.2GeV×1.783×10^-30=1.626096×10^-28kg。
希格斯玻色子質量=125.35 GeV×1.783×10^-30=2.2349905×10^-28
由此可見,W 及 Z 玻色子和希格斯玻色子的質量大于由γ能量子所集合而成的γ極限粒子的范圍,據此,它們 不符合人類能夠發現的極限粒子的條件。另外,作為暗物質的大質量極限粒子的結構應該極為穩固,其穩固程度足以使其物質屬性無法對外彰顯,但是根據實驗數據,W 及 Z 玻色子的半衰期約為3秒,而根據標準模型預測,希格斯玻色子的平均壽命大約為1.56x10?²²秒,這明顯與暗物質大極限粒子的性質不吻合。事實上,科學家們已經觀察到W 玻色子衰變成一個電子和另一個中微子,希格斯玻色子衰變成光子、T-粒子以及W玻色子和Z玻色子的過程。由此可以肯定,W 及 Z 玻色子和希格斯玻色子不可能是極限粒子。
5、膠子并不存在,它只是極限粒子所帶來的一種空間收縮現象
標準模型理論認為,膠子是傳遞夸克之間強相互作用的粒子(規范玻色子)。共8種 ,靜質量為0,自旋為1,具有色荷。
統一信息論認為,極限粒子作為最小物質單元體也是有質量的實體,而膠子沒有質量,這就決定了它不可能是一種實體粒子,現代科學之所以自以為發現了膠子,是因為他們對強作用的動因無法解釋,而之后把這種現象歸結為一種傳播子的作用。最為合理的解釋是:強相互作用是基于異性強子之間的分解性能而形成的最大空間收縮現象。
根據科學發現,強子之間在相距10^-14~10^-16m范圍內會產生較大的作用力并容易形成強作用力,這就是所謂的強相互作用。本文將揭示,強相互作用其實是一種很普遍的現象,只不過強子之間的現象突出一些而已。
強作用是短程力,在四種基本作用中最強。傳統物理學最早認識到的質子、中子間的核力屬于強相互作用,是質子、中子結合成原子核的作用力,后來進一步認識到強子是由夸克組成的,強作用是夸克之間的相互作用力。統一信息論認為,強相互是所謂電磁吸力的極大值狀態。
根據統一信息論可知:當兩種異性極限粒子質量足夠大時,則其相互合作分解極限粒子的性能也會足夠強,并隨著它們之間極限粒子的不斷減少,造成相互距離的進一步拉近,而使分解極限粒子的能力不斷增強,這同時也使得它們之間生成極限粒子的難度增大,如此就形成了一種不斷向內收縮的趨勢,于是就造成了它們相互吸引不斷加強的假象,且這種所謂的吸引力最終會達到極大狀態,這就是所謂強相互作用現象。但這種極大狀態會有一個峰值,原因在于當物質之間的距離小于這個范圍的時候,此時的物質之間質量相對較小的極限粒子已經基本分解完畢,剩下的只是一些質量較大的不易分解的極限粒子。在這種情況下,當物質之間繼續靠近的時候,必然會被這些大質量極限粒子的空間所反彈,這就造成了所謂弱相互作用現象(如圖)。因此,對所有具有性能質量的物質來說,科學物質觀所謂的強相互作用其實都是普遍存在的,但強子之間的作用何以明顯突出哪?
按照科學物質觀的分類,強子就是由極限粒子夸克和由夸克所構成的基本微觀粒子,目前已知的夸克有六種,其中三種帶正電即是正極限粒子,另外三種帶負電即是反極限粒子,它們恰恰能構成互為異性的物質而能合作分解極限粒子。而夸克卻是目前發現的已知質量最大極限粒子,根據電量與物質性能質量的關系式,可知異性強子之間對極限粒子的分解性能最大,這使其相互之間的距離在達到一點的范圍內最為突出和明顯。由于物質的性能質量不同,不同物質的最大分解性能都有不同的范圍,強子之間的分解性能在10^-14~10^-16m之間達到最大值,這就造成了很明顯的所謂強相互作用。強子在這個距離會造成一些質量僅次于夸克的極限粒子的分解,此后便不會再繼續分解極限粒子,故給予一種強相互作用在小于這個距離時就會失去作用的錯覺。
另外,由于強子在這個距離時分解的極限粒子的質量最大,也給人造成了所謂膠子在傳遞強力的錯覺,而真實情況卻是:所謂的膠子只不過是強子在這個距離范圍內分解的極限粒子并造成空間收縮的現象而已。不過,這些被分解的極限粒子的質量相對弱小而難以被發現,故其質量被視為0。
可以看出,用極限粒子分解后的空間消失作為解釋強相互作用的原因,要比用科學所謂膠子來解釋強相互作用更能說明問題。因此,所謂的強子之間的強相互作用其實質仍然是基于異性強子之間的分解性能而造成的最大空間收縮現象,這是物質的普遍性能,強相互作用同樣是一種假象。
據上所述,在不考慮尺度的情況下,我們我們初步認為:現已發現的基本粒子中,目前只有上夸克、中微子及其他們的反粒子具備極限粒子粒子的特征。這樣,人類目前有可能發現的極限粒子有12種:紅上夸克、反紅上夸克、綠上夸克、反綠上夸克、藍上夸克、反藍上夸克、電子中微子 、反電子中微子、 μ子中微子、反μ子中微子、 τ子中微子、 反τ子中微子。
它們才是真正的不可分割的最基礎的基本粒子,可稱之為絕對基本粒子。這是科學家在無意中發現的,可惜的是,由于他們被標準模型的認知局限性所約束,至今都還沒認識到這個問題,這是人類認知進步事業的一大損失。不過,如果上述極限粒子被最終證實的話,那么無論他們是否認識到極限世界這個新層面,那么他們在事實上也等于發現了這12種極限粒子。
但是,還有另外一種情況。如果最終證明上夸克、中微子的尺度大于極限粒子,那么這個希望也就不存在了。拭目以待吧!