斥力子物理理论把普朗克能量子看作是一种具有对抗万有引力能力的实物粒子,认为物体运动状态的改变就是由于吸收或释放斥力子造成的。作用力的过程实际上是斥力子实物粒子的转移过程。由于斥力子本身具有质量和能量(自由态斥力子还具有动量),在各种物体作用过程中,斥力子在作用物体之间不断转移,斥力子本身的质量、能量就会叠加到速度增加的物体上,造成了运动物体的质量、能量随速度而变化的相对性效应。这也是现在物理学中质量、能量、动量守恒能够成立的原因。
斥力子理论认为,普通实物粒子(电子、质子等)加速到光速就可以成为光子(电光子、质光子等),反过来光子减速后也可成为普通实物粒子。
物体动能的增加就是物体吸收了具有对抗引力能力的斥力子,即物体内部对抗引力的排斥力量在不断增加,而物体原来的万有引力将逐渐被抵消。所以,物体在加速过程中,物体的物质质量随运动速度增加而增大时,物体的本身的引力却会减少。当物体内部的排斥力和引力相等时,物体的速度就达到极限速度,也就是达到光速成为(光子)。所以,一切以光速运动的物体内部都具有排斥力和引力相平衡的特点,因此,只要参照系确定后,对于我们观察者来说,所有的光速都是相等的,而与光源的运动方向和运动状态无关。运动速度达到光速时,物体的物质量是静止时质量的两倍。我们可以用以下示意图表示粒子加速到光速的过程:
引力子● 斥力子○
●●︱●●●●●● ●●︱●●●●●● ●●︱●●●●●●
○○ ○○ ○○ ○○ ○○○○○○
粒子(V=0) → 粒子(V=V1) → 光子(V=C)
根据斥力子理论,普通实物粒子就是内部引力物质数量大于斥力物质数量,反粒子是斥力物质数量大于引力物质数量,光子 是引力物质数量等于斥力物质数量。实物粒子运动速度趋于光速时,粒子内部的引力和斥力达到平衡,引力物质数量等于斥力物质数量,粒子对外引力质量显示为零(注意:不是物质质量为零),所以达到光速的粒子不再具有万有引力。只有当它减速重新显示出引力质量时,对外才具有万有引力。
下面就是各种粒子的模拟结构图:
●●● ●●●●● ●●●● ○○●● ○ ○
○○○ ○○○○○ ○○●● ○○○○ ○ ○
光子 光子 粒子 反粒子 斥力子弥散成为热
光子的质量大小是由其内部的引力物质的惯性质量决定的,但是目前的物理学根本不承认光子有质量,习惯却是用能量来衡量的,而能量的多少是由斥力子的数量决定的。反粒子斥力物质量大于引力物质量,不能稳定存在,只能在粒子碰撞过程中产生,但是,在充满万有引力的空间环境里,普通粒子和光子都可以稳定存在,而反物质粒子要衰变成普通粒子、光子和自由态斥力子(热)。所以反粒子的存在时间都是很短促的。
在一般情况下,当光子和高速粒子受到碰撞后,光子要破裂成各种碎块,有以下几种形式:引力物质多于斥力物质的普通粒子;引力物质等于斥力物质的光子;引力物质少于斥力物质的反引力物质(反物质)。见图1,2,3:
1 ●●●●●●●●●● ●●●● ○○●● ●●
○○○○○○○○○○ ○○●● ○○○○ ○○
光子 → 粒子 + 反粒子 + 光子
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2 ●●●●●●●●●● ●●●●● ●●●●○
○○○○○○○○○○ ○○○○● ○○○○○
光子 → 粒子 + 反粒子
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3 ●●●●●●●●●● ●●●●●● ○ ○ ○ ○
○○○○○○○○○○ ●●●●○○ ○ ○ ○ ○
光子 → 粒子 + 释放的斥力子弥散在空间成为热
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但是,由于实物粒子运动速度趋于光速时,粒子内部的引力和斥力接近平衡,所以,这时的粒子内部结合力是很弱的,它的结构十分脆弱,在外来强干扰下很容易分裂放出斥力子(热),或者相互重新组合成为各种不同质量的粒子。
因此,在超高能高压的环境条件下,特别是在超高能粒子加速器或者对撞机里,粒子运动速度接近光速或已经达到光速成为相应光子,这些光子和高速粒子束被压缩在极小的管道范围内,光子和高速粒子一定会形成相互挤压和碰撞,粒子发生分裂或者重新组合成为各种不同质量粒子。只要加速器能够不断提供足够的能量,这些不同质量粒子都会被加速到光速,成为高能大粒子。
在加速器内的高速粒子发生相互融合或者重新组合和多次组合,原来的高能小粒子组合成为高能大粒子,多个小光子组合成为一个大光子,这种现象在斥力子理论中把它称为“光凝”,意思就是发生了“光的凝集”。所以经过加速器加速后的高能粒子已经不再是原来的粒子。只要加速器能够提供足够能量和粒子数量,就能够生产出相应的各种高能大粒子。这也就是随着加速器能量不断提高,会不断发现新粒子的原因。“光凝”的过程与加速器管道范围内原来所注入的粒子的密度以及与整个加速器提供的能量有关,同时也与加速的时间长短有关。由于粒子运动速度很高,即使时间很短,也会把整个加速器内的全部粒子加速到光速。
“光凝”的过程更加激烈是发生在对撞机的粒子对撞区,由相对方向发射口射出,两束高密度粒子流产生激烈碰撞时,光子和高速粒子会形成各种质量和不同速度的大小粒子,见下面图4,5,6:
4 ●●●●●● ●●●● ●●●●●●●●●●
○○○○○○ ○○○○ ○○○○○○○○○○
光子1 + 光子2 → 光子3
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5 ●●●●● ●●●●●● ●●●●●●● ●●● ○
○○○●● ○○○●●● ○○●●●●● ○○● ○
粒子1 + 粒子2 → 粒子3 + 粒子4 + 热
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6 ●●●● ●●●● ●●●●●● ○ ○
○○○● ○○○● ●●●●○○ ○ ○
粒子1 + 粒子2 → 粒子3 + 释放的斥力子弥散成为热
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上面4,5,6三种情况都会出现“光凝”现象,小粒子和光子,小粒子和小粒子凝聚成超高能大粒子,这在高能加速器或者粒子对撞机内部有完全可能实现。在恒星演化的过程中,也完全存在超高能高压的环境,发生小粒子和光子,小粒子和小粒子凝聚成超高能大粒子的“光凝”现象。
“光凝”现象对于高能加速器或者粒子对撞机的伤害来说往往是致命的,它使小质量粒子光凝聚成为大质量粒子光,产生了超高能的大粒子,对粒子运行的管道安全构成巨大威胁,只要整个运行管道存在任何结构设计上的薄弱点,就会造成重大的设备事故。解决的办法除了进一步完善设备的性能外,那就是减少加速粒子的注入数量和缩短加速粒子的时间,或者就是降低加速器的使用能量。
据报道:欧洲大型强子对撞机是世界最大的粒子加速器,这个27公里长的粒子加速器,位于瑞士、法国边境地区的地下100米深的环形隧道中,隧道全长26.659公里,建设耗资超过60亿美元。
利用强大磁场和超冷低温能使微小的粒子能以近乎光的速度悬浮在环形隧道中间。08年9月10日的首次实验中,科学家操控质子流以单一方向运动。研究人员将质子束以顺时针方向注入到此欧洲加速器中,使此质子束在55分钟内顺利跑完了全长27公里的隧道,从而让其加速到99.9998%光速的超快速度。
9月19日,在尝试进行达到5万亿电子伏特的运行时,大型强子对撞机加速隧道的第三段至第四段,即介乎“大型离子撞击实验探测器”(ALICE)与“紧凑介子线圈探测器”(CMS)之间,发生氦泄漏,导致对撞机“熄火”。 欧洲核子研究中心初步调查显示,氦泄漏故障可能因为两块磁铁之间的电连接部件出现故障而引起的。
按照对撞机的工作原理,对撞机在操作时的内部温度仅为零下271.3摄氏度,以达到无电阻状态。但故障发生后,对撞机的冷却系统泄漏出大约1吨液态氦,致使对撞器末端的近100枚磁铁温度迅速上升到100摄氏度,导致对撞机发生严重“熄火”故障。
为了要将磁铁冷却到接近绝对零度这样的低温,大型强子对撞机采用10,800吨液氮来将这些磁铁冷却到零下193.2摄氏度,之后再用大约60吨液氦将它们冷却到余下的温度,就是为了确保那些巨大的磁体能够精确掌驼粒子沿着精准方向运动。
按计划,强子对撞机将两束质子分别加速到7TeV(7万亿电子伏特)的极高能量状态,并使之对撞。其能量状态可与宇宙大爆炸后不久的状态相比。但是,这个计划实现会遇到巨大的困难,由于“光凝”现象发生,运行在管道内的质子在速度接近光速时会相互结合凝聚成超高能大粒子,其能量远远超过单个质子能量。它们对于加速器管道内壁有着巨大的破坏能力,只要众多的控制粒子轨道方向的巨大磁体之间存在不均匀,马上就会成为巨大破坏力的突破口,导致整个设备瘫痪。
试想,这么一个庞大而复杂精密的加速器,管道内却运行着一群远超过管道壁机械结构强度极限的超高能大粒子,就象把一头狮子关在纸笼内一样。不断发生事故是必然的。解决的办法除了进一步完善设备的性能外,(这方面已经很困难,也许直线加速器情况会好些),那就是减少注入加速器质子的数量和缩短加速粒子的时间,或者就是降低加速器的使用能量。因为加速器的能量提高存在有极限,我们现在的技术很难跨越出现“光凝”现象这堵墙。
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