夸克模型中組成質子和中子的夸克,為什麼是帶有 2 3電量的兩種夸克

2021-09-24 23:19:18 字數 1841 閱讀 3788

1樓:命運終點

首先他們帶的電量是+2/3和-1/3,前者為上夸克後者為下夸克。

夸克共有36種,味有上下頂底奇桀,色有紅綠藍,再加上他們的反粒子共3×6×2=36種。

基本粒子所帶的電荷是由其耦合係數決定的。光子在引力場中偏轉會導致其質量發生變化,質量的變化與其時空偏轉角相關,而光子在荷力場中照樣會偏轉,偏轉角由其耦合係數決定。耦合係數導致了基本粒子電荷的分數化。

一、測不準原理的並非測不準

其實,測不準原理並非測不準,而是測得相當準。

測不準原理表明,粒子的位置與動量不可同時被確定,位置的不確定性與動量的不確定性遵守下式:δxδp~ћ/2。

在復時空中,它要用複數式表示,我們要引入一個波函式ψ=eiθ。以上關係式寫為: δxδpeiθ~ћ/2

對於觀測者來說,其處於復時空中,要獲得可觀測的物理量。對波函式必須要取其模,方得出可觀測的非複數量:

δx2δp2=nћ2/4 (n=0、1、2、3、4)

其實,在復時空理論中,對測不準原理有另一番表述:對於觀測者而言,用光量子來測定基本粒子,以便得出其所攜帶的力荷量(即光子與基本粒子的耦合係數g)。測定過程中,光子流必然要與基本粒子碰撞,發生散射,產生力的作用。

通過碰撞前後光子動量及波長的改變,來獲得目標粒子所攜帶的電荷量。光子與基本粒子碰撞後,其運動方向會發生改變,耦合係數g與改變的動量δp相關,即:

g~δp/ћ

對於觀測者而言,在力的作用過程中,光子是玻色子,傳遞著電荷,其傳遞的電荷量e與波長成反比,即:

e~k~1/δx

我們由此可得出耦合係數g與電荷e的關係式:

g2/e2~n/4 (n=0、1、2、3、4)

耦合係數由粒子碰撞前後的動量差決定,其屬於向量,具有方向性,與電荷的夾角為φ。

sinφ~g/e可得: sin2φ~g2/e2~n/4 n為整數,當n=0、1、2、3、4時,

sinφ=0、±1/2、±√2/2、±√3/2、±1

可得:φ=0、±π/6、±π/4、±π/3、±π/2

二、電荷的分數化

這是由於整數n導致了角度的量子化,它揭示出耦合係數g與電荷e間夾角的不連續性。因sinφ~g/e,得:

g~e sinφ

在復時空中,我們可以用複數式將電荷e寫為:

g~e (cosφ+sinφ)=e exp(iφ)

引入係數(2/π),並對g求導,使等式成立,可得:

g』=(2e/π)φexp(iφ)

其所攜帶的電荷量:q=(2e/π)φ

對於費米子而言,當θ=0、π/6、π/4、π/3、π/2時,電荷呈現為五種分數電荷:q=0、e/3、e/2、2e/3、e。可以推測其與中微子ν、d夸克、大統一粒子、u夸克、電子e相對應。

即:ν=e exp(i0)、d= e exp(iπ/6)、大統一粒子g= e exp(iπ/4)、u= e exp(iπ/3)、e= e exp(iπ/2)

三、實驗室測出的基本粒子的耦合係數。

z光子與基本粒子的耦合係數為:

與中微子的散射截面為0,帶0個單位電荷。

電子的散射截面為4π(ћ/mc)2sin2θ,帶一個單位電荷。

u夸克的散射截面為4×(2/3)π(ћ/mc)2sin2θ帶2/3個單位電荷。

d夸克的散射截面為4×(1/3)π(ћ/mc)2sin2θ帶1/3個單位電荷。

很明顯,以上的推導是正確的,它進一步證實了復時空理論的正確性。

2樓:張嘉年

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量子資訊研究興盛後,此概念昇華為,萬物源於量子位元)注:位元即位元

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