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1、1最新量子理论最新量子理论(相互作用大统一相互作用大统一)林文业湛江公路工程大队 邮编:52400 电话 0668-8322239摘要摘要:本理论假设所有粒子都是由两种最基本的微粒子光类子和引力子构成，而光类子又由引力子构成。粒子间的相互作用都遵守定律:粒子间的相互作用力与各粒子辐射出的传递作用力的介子数乘积成正比,与粒子间距离的平方成反比。形成粒子的路径、种类、质量及相互作用都有统一的量子化规律。由光类子分别形成光子、类中微子、电类子（电子） 、核子（中子或质子） 、超子等；由引力子分别形成 2次引力子、3 次引力子、4 次引力子（类中微子）和 5 次引力子（光类子） 。对应产生的相互作用有
2、不少e于 9 种，这些相互作用又有统一的量子化规律。关键词关键词: 粒子；光类子；引力子；量子态；量子空间；路径；种类；质量；相互作用; 量子化规律。一一.基本定律、原理、原则、准则及假定基本定律、原理、原则、准则及假定1.相互作用定律相互作用定律: 假设粒子与粒子间的相互作用距离为,粒子在吸收粒子辐射出的一个相abrab互作用介子后,就会向粒子辐射出个介子,粒子在吸收粒子辐射出的一个相互作用介子后,也向粒banba子辐射出个介子。介子的交换速度为, 介子的质量为,那么粒子与粒子的相互作用时间为abnab。粒子在时间内向半径为的球面空间任意一点辐射出介子的机率为,因 rt btrrrr3344
3、32 球体积球面积而粒子吸收粒子辐射出的介子数为。粒子在吸收粒子辐射出的介子后,处于受激辐射状态, ab rnb3ab在时间内向空间辐射出总的介子数为。因此粒子受到的相互作用力为t rnnba3a（设，称为势能因子） 。同理粒子也受到同样的相互作用力。 2233rnn trnnFbaba 23bannW b因而粒子间的相互作用存在以下定律:粒子间的相互作用力与各粒子辐射出的传递作用力的粒子数乘积成正比,与粒子间距离的平方成反比。2.量子原理量子原理. 在定态情况下，粒子从一种特征状态跃迁到另一种特征状态时,其前后量子数的总和(即)保持不变。同时粒子绕核运动的各种特征状态中所有量子系数的乘积等于
4、。 3444mwh .粒子量子数总和的绝对值（也称能量值）反映出粒子结构的稳定性：其值越大,则粒子的结构越不稳定；其值越小,则粒子的结构就越稳定。每个量子态必须保持最低的能量,构成的粒子才稳定，因而填充每个量子态的组成粒子必然为一正一反 2 个粒子。.在定态情况下，粒子从一种特征状态跃迁到另一种特征状态时,存在多种跃迁路径，其量子数的变化也存在如下规律：1.如果特征状态中存在有层轨道，那么对应的第层轨道就有条轨道，而每条轨nnn道又可以裂变成个量子态，这时第层轨道就有个量子态，而每个量子态又可填充 2 个正反组成粒nn2n子, 因而第层轨道总共可以有个组成粒子; 2.特征状态的层轨道跃迁到核心
5、自旋态时，会形成n22nn层核心，而每层核心有个量子态，因而每层核心可以有个组成粒子；3.前一种特征状态的层轨n2n22nn道（或核心）的个量子态跃迁到下一种特征状态时，就会生成层轨道（或核心） ，而每层轨道（或2n2n核心）又会形成个量子态，这时每层轨道（或核心）可以有个组成粒子，而总的量子态有 22n 222 n2个，总的组成粒子有个。两种特征状态之间量子跃迁形成新粒子图示如下（假设前 32222nnn 322 n一种特征状态有 2 层轨道） 。4层核心，每层又有4条核心，每条裂 变成4个量子态，共形成64个量子态， 可填充128个组成粒子。形成4层核心形成4层轨道第2层轨道2条轨道，每条
6、裂变成2个量 子态，共形成4个量子态，可 填充8个组成粒子2层核心，每层裂变成2个量子 态，共形成4个量子态，可填 充8个组成粒子。跃迁到下一特征状态跃迁到下一特征状态4层轨道，每层又有4条轨道，每条 裂变成4个量子态，共形成64个量子 态，可填充128个组成粒子。两种特征状态之间量子跃迁形成新粒子示意图下一特征状态前一特征状态3. 粒子绕核运动的各种特征状态的量子式粒子绕核运动的各种特征状态的量子式粒子绕核运动的各种特征状态的量子式粒子绕核运动的各种特征状态的量子式量子状态 轨道半径自旋半径时间量子第一特征状态22234mwnh whl222t第二特征状态mwnh22242222wlh 2t
7、第三特征状态22234mwnh whl222t第四特征状态22224mwnh wlh2222t第五特征状态34244mwnh 2l2t第六特征状态34254mwnh hl22t第七特征状态34264mwnh 22hl2t4.量子态相互作用原则量子态相互作用原则：1.粒子间至少有两个状态相同或相反的量子态，构成一个量子空间，才会产生相互作用；2.外层轨道量子态同为奇数或同为偶数的粒子容易发生相互作用，反之就不容易发生相互作用；3.对应的量子态状态若相反，则粒子间就会发生量子态兼并，就会出现引力行为；对应的量子态状态若相同，则粒子间就会发生量子态排斥，就会出现斥力行为。5.区分正反粒子准则区分正反
8、粒子准则：1.组成粒子绕核旋转半径如果很小，则粒子就有明显的旋转轴特征，若外层轨道量子态或量子空间为奇数, 则粒子具有明显正反性.若外层轨道量子空间为同态偶数, 则粒子也具有明显正反性. 左旋表示正粒子，右旋就表示反粒子. 若外层轨道量子空间为异态偶数, 则粒子为中性;2.组成粒子3绕核旋转半径如果很大，则粒子就没有明显的旋转轴特征，这时正反粒子都是它自己。粒子的正反性图示如下：组成粒子绕核旋转半径很大，运动轨迹接 近直线,没有旋转轴特征，不显正反性。组成粒子绕核旋转半径很小,具有 明显旋转轴特征，呈现正反性。组成粒子左旋表示正粒子组成粒子右旋表示反粒子外层轨道量子态或量子空间为奇数，粒子具有
9、明显正反性。粒子核粒子核粒子核粒子核外层轨道量子空间为同态偶数，粒子具有明显正反性。组成粒子右旋表示反粒子组成粒子左旋表示正粒子外层轨道量子空间为异态偶数，粒子为中性。粒子核粒子核0006.粒子质量及势能因子不变假定粒子质量及势能因子不变假定: 在定态情况下，粒子从一种特征状态跃迁到另一种特征状态时,其质量和势能因子保持不变,改变的只是粒子所处特征状态的量子数。注意这里指的粒子是构成总粒子的组mw成粒子，而总粒子的质量和势能因子是可以变化的。二二.粒子形成基础模型粒子形成基础模型假设粒子是由比它更小的微粒子组成。现在分两种情况进行考虑：1. 微粒子由第二特征状态跃迁到第七特征状态形成新粒子；2
10、. 微粒子由第二特征状态跃迁到第五特征状态形成新粒子。1.微粒子跃迁路径及量子数微粒子跃迁路径及量子数假设微粒子在第二特征状态中具有（为正整数）个量子态，那么根据量子原理可知微粒子的跃ss迁路径及量子态数量有如下关系第一种情况：假设微粒子由第二特征状态(,)跃迁到第三特征状态中的轨道基态(,)，12n22ll 3n03l由此跃迁到第四特征状态中的轨道基态(,)，由此跃迁到第五特征状态中的轨道基态(,)，由4n04l5n05l此跃迁到第六特征状态中的轨道基态(,)，再由此跃迁到第七特征状态中的轨道基态(,)，这6n06l7n07l时形成新粒子。即跃迁路径：第 2 态(,)第 3 态(,)第 4
11、态(,)第 5 态(,)第 6 态(,)第 7 态(,12n22ll 3n03l4n04l5n05l6n06l7n)07l量子态数量： 1s2 1s 22 1s 222 1s 2222 1s 32222 1 s第二种情况：假设微粒子由第二特征状态(,)跃迁到第三特征状态中的轨道基态(,)，12n22ll 3n03l由此跃迁到第四特征状态中的轨道基态(,)，再由此跃迁到第五特征状态中的轨道基态(,)，4n04l5n05l这时形成新粒子。即跃迁路径：第 2 态(,)第 3 基态(,)第 4 基态 (,)第 5 基态 (,12n22ll 3n03l4n04l5n4)05l量子态数量： 2s2 2s
12、22 2s 322 2s上述这种微粒子量子态数量随基态跃迁路径变化而变化的过程称为基态裂变，同理微粒子量子态数量随自旋态的跃迁也有同样的变化规律，这时自旋量子（） ，称为自旋态裂msl2 2214 , 3 , 2 , 1m或变。根据量子原理由粒子绕核运动的各种特征状态的量子式粒子绕核运动的各种特征状态的量子式可以看出，在第五特征状态中由于其自旋量子和时间量子可以相互抵消，因而在这种特征状态形成的粒子，其结构最稳定。2.自旋分裂及结合原则自旋分裂及结合原则经过基态裂变形成的新粒子必然存在自旋态，如果自旋态能量过大有可能会进一步分裂成其它粒子，而这时势能因子也将增大，这个量子称为势能量子，它具有以
13、下原则：当时，粒子不分裂，为1稳定粒子；当（）时，分裂成的粒子较为稳定；而其它情况分裂成的粒子ms22214 , 3 , 2 , 1m或则不稳定。反之外层轨道量子态为的粒子则容易结合成稳定新粒子。ms22三.微粒子量子化公式的导出以及基本粒子形成的量子化规律微粒子量子化公式的导出以及基本粒子形成的量子化规律1. 引力子由第引力子由第 2 态跃迁到第态跃迁到第 7 态形成各种新粒子的情况态形成各种新粒子的情况微粒子（暂且定义为引力子）由第 2 态(,)跃迁到第 7 态(,)，形成新粒子。把(12n22ll 7n07l,)代入第 2 态的量子式，把(,)代入第 7 态的量子式，再根据量子原理，微粒
14、子跃12n22ll 7n07l迁前后量子数的总和保持不变，这时有。2 342 76 2 222 222244tmwnhtwlh mwh因而有方程,方程的解为。2 742 22224nhwmlw22 7424 2242 2224164 nhlmmlw又由于微粒子处在定态中，因而其势能因子都应相同,故方程只有重根，因而有w，而这个方程有两个绝对值相等但符号却相反的虚数根04162 7424 224nhlm即。设，则。因此ilnhm2 2722ikn77 2 2722 lkhm72 2 2212khmlwww由于上述引力子的质量和势能因子为虚数，因而在第七特征状态中必然存在虚轨道态。而它们的取值既可
15、正也可负，故在这虚轨道态中既可填充正物质微粒子，又可填充反物质（或称暗物质）微粒子。现在只考虑取正值的情况，取负值的情况也同理。上述引力子的质量是一个量子态的质量，而每个量子态都可以填充 2 个正反引力子，同时各特征状态中的量子式是由解粒子振幅方程产生的，因而引力子的质量也都必须满足归一化条件，故 1 个引力子的质量为，称为第一基本质量，而 1 个量子态引力子的质量为kgllhm2 268 2 221104 . 12222. ；3. 23ee22自旋分裂 33自旋分裂，; 4.，。其自旋量子分别为，e自旋分裂 4e自旋分裂 4自旋分裂 5自旋分裂 522222222 25432l 自旋分裂量子分别为。产生的相互作用依次称为 2 次、3 次、4 次和 5 次引力相互作用，2222222236其中 4 次引力相互作用也称类弱相互作用，反应式有：或，5 次引力相互作用e2442ee反应式有：。355
