用直接碰撞等来测量电子半径与结构的建议
投稿人:真傻 投稿时间:2024-09-29 00:10 访问量:


一、电子半径实验测量的反思

目前主流认为[1,2]:“电子无结构,可视为携带点电荷的点粒子。”“离子阱囚禁单电子的实验表明电子半径的上限值约为10-22米。”

目前的对撞机“按粒子束的种类来分有:正负电子、电子-电子、正反质子、质子质子、质子-电子、离子-离子、离子-电子、光子-光子、缪子-反缪子对撞机。”[3-5]

用实验测量电子半径,目前主要有2类方法:

(1)碰撞,

(2)囚禁。

 

疑问:

上面的这些测量实验,似乎承认一个前提假设:“电子是刚体,并且独立于测量过程”。换言之,在整个实验过程中,电子基本上不发生变形;并且,电子不与“离子阱”自身发生重叠现象等。

反过来,

(1)假如电子的表现类似流体,并且可能是“可压缩”流体[6,7]

(2)假如电子可以和“离子阱”产生某种“重叠”作用(所谓粒子是对应的场的某种激发)?因为,毕竟离子阱自身就是“电场或磁场,或者它们的组合[2]”。

 

再通俗些说:假如电子是像木星、土星一样的气态结构,是不是同样可以解释现有的物理实验结果“找不到电子的半径”?因为主流认为[8]:“场是比实物粒子更基本的一种物质存在,具有更为丰富的内涵,任何实物粒子都有一种与之相对应的场。所谓粒子是对应的场的某种激发,而粒子之间的相互作用来源于场之间的相互作用。”而离子阱自身就是“电场或磁场,或者它们的组合[2]”。

 

物质可以处在:

固态、液态、气态,等离子态、超固态、玻色-爱因斯坦凝聚态等。[6]

凭什么只许微观粒子只能类似“固态”,而不许它们处在类似“液态、气态”之类?

 

二、建议:两个或多个普通电子的高能碰撞

为尽力避开或减少“电子高刚性”、“电子独立于测量过程”以及其它各类假设前提的不利影响,建议进行两个普通电子(不是正负电子对)直接高能碰撞的实验。

亦即,两个或多个高能量的电子,直接进行碰撞:

(1)看看有没有两个(多个)电子之间的排斥现象,以及排斥发生的最小空间距离;

(2)有没有两个(以上)电子的合并;

(3)电子分裂为更小碎片,或其它的“不同于整个电子”的现象;

(4)电子转化为其它物质(粒子,波);

……

的现象?

 

这些直接的电子实体实验,可望对认识电子及其内部结构(假如电子不是“点粒子”的话),提供直接的实验基础。

杨振宁曾讲[9]:“我所以要和大家讲这一点,是因为在所有物理和数学的最前沿的研究工作,很大一部分力量要化在猜想上。在别的方面可能也是这样,不过我不太熟悉罢了。”并且,“贯彻任何科学发现的思维,也主要是合情推理;量子力学方程是猜出来的”[10]。所以,电子碰撞之类的直接实验,是对电子认识的主要知识来源,可以大幅度减少“猜”的失误。

 

参考文献 REFERENCES:

[1] 2022-01-20,电子/electron/陈向军,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

[2] 2022-01-20,离子阱/ion trap/黄文学,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

一种利用电场或磁场,或者它们的组合,将离子限定在真空度极高的有限空间内的装置。

根据电极的不同离子阱大致分为三维离子阱、线性离子阱和轨道离子阱三种。

[3] 2023-12-21,对撞机/collider/徐刚,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

[4] 2022-01-20,粒子对撞机/particles collider/邹运,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

[5] 2022-12-23,国际电子直线对撞机/international linear collider; ILC/高杰,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

[6] 2022-12-23,物态/state of matter/高本辉,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

[7] 2024-06-27,可压缩流动/compressible flow/陆志芳,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

[8] 2022-01-20,电场/electric field/陈熙谋,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

场是比实物粒子更基本的一种物质存在,具有更为丰富的内涵,任何实物粒子都有一种与之相对应的场。所谓粒子是对应的场的某种激发,而粒子之间的相互作用来源于场之间的相互作用。

[9] 世界科学译刊编辑部. 从历史角度看四种相互作用的统一(根据杨振宁博士1978年7月6日在上海物理学会的演讲整理)[J]. 世界科学译刊, 1979, (01): 1-13.

[10] 科普中国,2021-12-31,合情推理[DB/OL]