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我们知道电子有正负之分,问正电子与负电子它们本质是怎么样的区别?

本题涉及反物质理论,本文将给出鲜为人知的物理新视野,有无科学道理,读者自行判断。

正电子的定义:基于最小作用量

正电子的提出,最初来自安德森云室实验。但最有说服力的是正负电子对撞实验。

注意阅读上面图片中“第6~7行”两句话:

如果是电荷相同的相撞,就必须要建立两个环。两个环的外加磁场方向相反。

这两句话蕴含的意思是:

通常,在所有物态中的分子、原子、等离子体,根本就没有正电子的踪影。我们只发现的负电子,简称电子,写成“e”或“e⁻”。

怎么获得正电子呢?最常用的办法是:用电子枪(即电子发生器),通过光电效应原理,以几十万伏特的加速电压,将核外电子(e⁻)发射出来,然后把这e⁻导入一个反向磁场(B⁻),就有了反向偏转的正电子(e⁺)。

这里的反向磁场,是与核电荷(Ze⁺)磁场方向相反的磁场。显然,原子内的核外电子之所以为负电荷,是因为核电荷是正电荷。这也可以解释为什么通常的电子总是负的。

既然反向磁场(B⁻)与核电荷磁场(B⁺)方向相反,那么,负电子经过B⁻时,就会颠倒自己的南北极,变成所谓的正电子。

为什么会出现“颠倒南北极”现象呢?因为根据最小作用量原理,两个电荷相互作用的极性配置,只有当南北极相反时,总的电势能才是最低的,才可能趋向稳定的动态平衡状态。

有人说“正电子是反向自旋的负电子”,这个说法不靠谱,这违背了最小作用量原理。

打个比方:快速上坡的汽车突然反向下坡的姿势,最可能是翻车(类比颠倒南北极),而不可能是倒车(类比逆向自旋)。

由此可见,我们可以这样定义:

当正常的负电子经由反向磁场就会颠倒原有的南北极,这样的负电子,可定义为正电子。

这个定义表明:

①正电子还是那个负电子,只是颠倒了南北极。这就好比,把上南下北的磁条,倒过来,变成上北下南的磁条。磁条还是那个磁条。

②正电子与负电子之间不是数学上的镜像对称,也不是反向自旋的电荷。而是可类比汽车上下坡的“翻车现象”,颠倒了南北极。

③正电子与负电子之间相互作用,不可能轻易碰撞而发生湮灭反应。这好比核外电子不可能轻易坠入核电荷。只有在电子被加速到光速之极端条件下,才可能彼此碰撞。


为何用正负电子而不用负负电子碰撞?

理由1:正负电子之二体系统的电势能最小,至少可以大大节约加速电压。

理由2:相同电子之间相处,服从泡利不相容原理,本来就是同性相斥、格格不入。

理由3:电子是宇宙最稳定的基本粒子,独立自主,秋毫无犯,表现为极强的抗简并压能力。

强子物理学证实了那么多的反粒子?

强子对撞机,除了用正负电子对撞之外,主要是用负质子去撞击类铅原子核的核电荷。

与正电子的发生机制一样,负质子(p⁻)还是那个正质子(p⁺),只是整体上颠倒了南北极。

如果把类铅原子核也置入反向磁场,原子核内部的所有亚原子南北极与玻色子的矢径,也就同时颠倒了原初方向。

质子→三夸克(uud⁺) 胶子(g) 缪子(μ⁻),有反质子,就等于有了反夸克、反胶子与反缪子。

中子→质子 电子 反中微子(νe⁻),有反中子,其实是有反质子、反电子、中微子(νe⁰)。

电子有突显的荷性,是因为电子半径很小,电荷密度很大。光子有微弱的荷性,是因为光子半径远大于电子半径,电荷密度太小。

粒子都有一定的荷性,绝对零荷性的粒子不存在的。这也是反向磁场有反粒子的一个原因。


在标准粒子模型理论中,连同没有标注出来的反粒子与中性粒子,有太多的“基本粒子”。

有物理思维的读者自然会问,大自然有这么复杂?既是基本粒子,有这么多“基本”吗?

按照反物质理论,任何粒子都有它的反粒子。进而推出反原子、反分子、反地球、反宇宙。

可是有关资料说,传递弱力的W介子有±,而Z介子没有Z⁺与Z⁻。传递电磁波的光子(γ⁰)无反光子,说光子的反粒子就是正光子。

还有说,制造质量的希格斯子H⁰应该还有H⁺与H⁻。这些说法,让人觉得有点“语无伦次”。

现在的理论物理界,似乎不敢再提或故意回避基本粒子这个称谓。所谓基本,至少是寿命较长的独立存在

可是,除了最稳定的电子、次稳定的质子,不稳定的中子(半衰期约15分钟),其它的寿命都是不会长于10⁻²⁴秒。

笔者认为,够得上基本粒子的充其量只有电子与质子,质子=电子 繆核介子,中子是复合粒子,中微子可以归入高频伽玛频谱的光子,所有的玻色子都是基于场介质的场量子。

如果代表场介质的玻色子都是虚粒子,那么真正的费米子只有一个——电子(e⁻)。玻色子不过是电子运动激发的场效应指标

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