当前量子场论中的几个疑问（2）

 

常有人询问，一对正反粒子为何会湮灭？一个较为普遍的回答是：“这是由于这两个粒子的重子数或轻子数一正一负，致使其总数为零的缘故”。但这不过是实验事实的总结，还没有表示出物理本质。对于这个问题还可以提出如下看法：“倘若认为正粒子的质量为正值，反粒子的质量为负值，但两者绝对值相等，则当正反粒子相碰时，正负质量相消为零，因之正、反粒子便湮灭了”。这种看法可以认为是反映了物理本质并肯定了质量守恒。

那么，反粒子的质量是否为负值呢？还可更一般地问，是否存在质量为负值的粒子呢？这类问题一直有物理学者在研究。令人难解的是，质量为负值的粒子总是有一些奇怪的表现，例如质量为正的粒子吸引质量为负的粒子，而质量为负的粒子排斥质量为正的粒子，可形成质量为负的粒子追赶质量为正的粒子之现象[1]。如果是反粒子追赶同类的正粒子，还可使它们的加速度完全相同，速度也完全相同，致使它们不可能相碰，也就不能湮灭了。可是，到目前为止，上述这些表现，既没有实验证实，也没有实验否定。

在场论中，于一定条件下，可以证明正能量定理，即一个孤立的物质体系之能量为正值。由于当物质体系静止时，其能量正比于质量。因之在量子场论中，通常认为粒子的能量恒为正，粒子的质量也恒为正。可是在另一方面，于量子场论中，不仅考虑了波动方程的正能解，还考虑了波动方程的负能解，但把正能解和负能解分别对应于粒子的消灭和产生，但这种对应主要是用数学公式来表示，其物理实质解释得不够。

上述讨论都表明在当前的量子场论和基本粒子理论中，还存在很多缺点和疑问。对其重新进行分析探讨是很有必要的。本博主还认为，有些分析探讨不必等到新一代的粒子加速器的建成，无论是在实验和理论方面，都可以做些工作。

参考文献

[1] H. Bondi. Negative Mass in General Relativity , Rev. Mod. Phys. 29, 423.