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王根喜的三联数字博客

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日志

 
 

真空中充满普朗克力子  

2012-08-14 20:29:58|  分类: 三联数字与科学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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1.人类对真空的认识过程

人类关于真空的认识经历了几次根本的变革和反复。

古希腊德谟克利特原子论认为所有的物质都是由原子组成,原子之外就是虚空。

17世纪R.笛卡儿提出以太漩涡说,认为空间充满了以太,并用以说明行星的运动。不久I.牛顿建立以运动三定律和万有引力定律为基石的牛顿力学,成功地解决了行星绕日运动问题,引力被认为是超距作用的,无需以太阳作为传递媒介,从而否定了以太论

19世纪发现光的波动性,认为波的传播必须依靠介质,特别是后来发现了电磁场波动性,以太论再度兴起,认为宇宙中不论何时何地,任何物体内无不充满了以太,光和电磁波被解释为以太的机械振动。后来虽然在观念上有所变化,把光和电磁波看成电磁场的振动,但以太仍然保留着某种绝对的性质,它可以看成是描述万物运动的绝对静止的参考系。

19世纪末20世纪初各种试图探测地球相对于以太运动速度的实验均告失败,A.爱因斯坦建立狭义相对论,再次否定了这种作为绝对静止以太的存在。稍后,爱因斯坦在用场论观点研究引力现象时,已经认识到空无一物的真空观念是有问题的,他曾提出真空是引力场的某种特殊状态的想法。

真空泵

首先给予真空崭新物理内容的是P.A.M.狄拉克。狄拉克于1930年为了摆脱狄拉克方程负能解的困境,提出真空是充满了负能态的电子海。当负能态的电子吸收了足够的能量跃迁到正能态成为普通电子时,电子海中才能留下可观测的空穴,即正电子。从体系的能量角度考查,这种情况比只有电子海的真空状态要高,因此真空就是能量最低的状态。从现代量子场论的观点看,每一种粒子对应于一种量子场,粒子就是对应的场量子化的场量子。当空间存在某种粒子时,表明那种量子场处于激发态;反之不存在粒子时,就意味着场处于基态。因此,真空是没有任何场量子被激发的状态,或者说真空是量子场系统的基态。

关于真空的近代认识不再是哲学上的思辨,而是可通过实验来检验的。有不少现象都需要用真空的近代观念予以说明。例如氢原子能级的兰姆移位和电子的反常磁矩,实验上已经以非常高的精度证实了真空极化的效应;高能正负电子对撞湮没为高能光子,反之高能光子可使真空激发出大量的粒子,也是很好的明证。对于真空的认识尚属初级探索阶段,物理学家还在探索真空自发破缺真空相变等问题,必将推动物理学的进一步发展。

 

2. 真空自发破缺

   在物理学中,当一个关于某种对称群的对称性系统进入非对称真空态,就说发生了自发对称性破缺(英语:Spontaneous symmetry breaking)。此时,这个系统的行为不再具备对称性特征。这是一种普遍的自然现象。空间对称群可以是离散的,例如晶体的空间群;也可以是连续的(如李群),例如空间的旋转对称性。用一个普通的例子来解释这种现象——放置于山顶的一个球。这个球处于一个完全对称的状态。然而,其状态是不稳定的:极轻微的扰动力量就可以让球沿一特定方向滚下山。此时,对称性被打破,因为球滚动的方向具有区别于其它任何方向的特征。

[编辑] 数学范例:墨西哥帽势能

墨西哥帽势能函数的图示。

在最简化的理想相对论性模型是由标量场来描述。物理上,自发对称破缺一般是从拉格朗日量来探讨。拉格朗日量可拆作动能部分和势能部分。

对称性破缺来自于其中的势能部分 。右边的图示即是一个会发生对称性破缺的势能范例:

在 的情况下,这个势能有无限多个可能的势能最低点(真空态)。其中 值介于 到 之间。

3. 真空相变

真空对称性可能发生的突变。场是物质,真空是量子场的基态,因而真空可引入相的概念。原来在物理学中相的概念是指物质聚集的状态。例如水可以有3种状态:固态冰、液态水和气态水蒸气,这3种状态又称为三相:固相、液相和气相。随着外界条件(温度、压力等)变化,三相之间可以发生转变,称为相变;在一定的条件下,不同的相还可以共存。从对称性分析,不同的相具有不同的对称性,气态物质具有最高的对称性,固态物质为具有一定结构的结晶,具有最低的对称性。相变的特征是对称性的突变。相和相变是物理学中普遍存在的现象。量子场系统在不同条件下可以有不同类型的真空态,叫做不同的真空相。正常真空称正常相;对称性破缺的真空称破缺相。在适当的条件下,不同的真空相可以共存;在一定的条件下,不同的真空相可以彼此转变,发生真空相变。真空相变概念被用于说明夸克禁闭的原因以及宇宙早期的演化。

 

 

4. 真空中充满普朗克力子

   量子论的基本观点是:物质世界,从物质到能量都有它的基本单元,把这个基本单元统称为“量子 ”。这个“量 ”字带有能量之意,这个“子 ”字带有单元之意。如果引力能够量子化,那空间、时间肯定也能量子化。从量子理论的角度来讲,空间时间应该存在一个基本单元,当空间、时间小于这个单元时,空间时间就都不存在了,这就是空间、时间的量子化的基本概念。

   现化量子理论认为空间的最小单元是:

                                                                 (4-1)

 

时间的最小单元是:

                                                                 (4-2)

                                        

  如果引力子反速度的结论成立的话,那由引力子的反速度与光子、中间玻色子、胶子的速度就可以推导出传递宇宙大统一力普朗克力的传递者 —普朗力子的速度如下:

                                                                 (4-3)

下面我们写出 的数字结构:

 

 

 

 

 

 

 

 


通过运算,  数字结构的两条81位联积数字链最后会逐级收敛于同一个12级纳入联和数字的三联数字之中。

即:

 

 

又因为

(4-4)

 

所以时间量子由下列公式计算:

 

 


                                                                  (4-5)

 

 

代入数值得:

 

 

 

空间量子由下列公式计算:

 

 


                                                                 (4-6)

 

 

代入数值得:

                                       

 

 

在宇宙的大统一场中,普朗克力子高速运行着,在普朗克力子运行速度的数字模型中,出现了81位联积数字链:iiiiiiiii iiiiiiiii iiiiiiiii iiiiiiiii iiiiiiiii iiiiiiiii iiiiiiiii iiiiiiiii iiiiiiiii,如果令i=0,那81位联积数字链为000000000 000000000 000000000 000000000 000000000 000000000 000000000 000000000 000000000=0,这就是普朗克力了传递速度所示的真空态,从表面上看真空空无一物,其实是充满普朗克力子的能量海洋。也许未来人们直接可以向真空索取能源。

因为普朗克力子一分为四形成引力子,玻色子,光子,胶子。从而形成四大力场:引力场,弱力场,电磁场,强力场。我们惊奇的发现引力子,玻色子,光子,胶子传递力的速度的数字模型均为27位联积数字链:iiiiiiiii iiiiiiiii iiiiiiiii 。如果令i=0,那27位联积数字链为000000000 000000000 000000000=0,这就是引力场,弱力场,电磁场,强力场所示的真空态,这也许是宇宙真空相变的实质。

 

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