王涛
类球谱的发现(3)一些简单的估计
2025-9-26 10:45
阅读:548

     (学校评估进入最后阶段,坚持)

   我们根据量子力学的基本结论,估计一下原子核中粒子的能量。原子的尺度是10的-10米,被束缚住的电子的能量在10eV左右。这个能量与电子的质量成反比,与束缚的尺度的平方成反比。原子核的尺度是10的-15米,尺度小了10的5次方倍。所以如果原子核中有电子,那么它的能量就会达到10的11次方eV,即10万MeV。这个能量太大了。原子核β衰变中电子的能量最高在10MeV的量级,所以原子核中根本不可能有电子。

   意识到这些只能是量子力学诞生以后的事情,当然还有许多其它的证据。当1932年发现中子以后,研究者立刻意识到,原子核衰变出来的电子,来自于中子衰变成质子的过程。中子和质子的质量大约是电子的2000倍,所以原子核中核子的束缚能量在50MeV的量级,衰变的电子在10MeV左右或一下,完全符合。

   质子和中子是由夸克构成的,夸克的质量比中子或质子小将近100倍,所以核子中夸克的束缚能量在5千MeV。但是由于强色力,核子的质量在1千MeV,量级是对的。

   核子中的夸克和胶子分布是非常复杂的,特别是色禁闭机制,我们并不是很理解。所以对于核子内的理解我们还非常不充分。

   在核力的一般理解中,也就是汤川秀树的思路中,核子通过各种介子相互作用,不考虑色作用,原子核中的核子被看成是无色的。但是这个假设,在EMC实验中被证实是错误的。原子核中的核子,会出现直接的作用,这个被称为短距离关联。这个关联已经被证实,但是和EMC效应究竟是什么关系,还依然不是很清楚。

   这个关联对,主要是质子和中子的对。在实际的原子核中,这对应一个氘核。但是在原子核中,这就会非常复杂,它可以带色。如果用群论来表示,也就是SU(3)群,就是一个(1,0)表示,和一个(0,1)表示,配在一起,构成了一个(0,0)表示(无色),和一个(1,1)表示(有色,八种)。后边这种,就打开了一个原子核中核子之间的新的耦合通道。这个作用通道,当原子核质量数越大的时候,效果越重要。

    所以原子核中的作用,特别是在低能的情况下,会有两个通道。一个是传统的汤川秀树通道,这个已经被研究的很清楚了。另一个是色通道,很多人猜测了它的存在,但是至今在实验上还无法完全确定。传统的核力,在产生一个大的平均场的时候,总是让人感觉难以接受。色通道的存在,有可能减弱了强力的效果。短距离作用很强,削弱了核子之间的平均作用强度。一个更加重要的结果,就是在两体作用上,可能会出现量子相消的结果。(增强了单体作用,减弱了两体作用,导致了幻数的出现)

   当然,这些还只是猜测。

   如果存在色通道,那么这个作用就是非常近距离的,究竟是如何作用的,看起来就有些难以理解。也正是这个原因,研究者也就难以相信这个作用通道会存在。但是只要这个作用存在,哪怕出现概率很小,也会影响原子核的低能行为。当然,这里也许会存在一种新的放大机制,能够让色力的作用距离变大。如果是这样,这是非常有趣的。

     

转载本文请联系原作者获取授权,同时请注明本文来自王涛科学网博客。

链接地址:https://wap.sciencenet.cn/blog-41701-1503600.html?mobile=1

收藏

下一篇
当前推荐数:6
推荐到博客首页
网友评论0 条评论
确定删除指定的回复吗?
确定删除本博文吗?