Page 211 - 物质的绝对运动——相对论和量子力学的物理起源
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γ光子则提供了正负电子的表观能量,因此,γ光子的能量下限应等于电子静质能的两倍,即
E 2E e 2 . 0 511 MeV . 1 022 MeV
+
-
与(10.92)式相反的过程是正负电子对的湮灭。当正负电子相遇时,可形成 e -e 电子
偶素,然后衰变成两个γ光子
e e 1 2 (10.94)
这是两个非线性粒子(正、负电子)转变为两个线性粒子(光子)的过程。γ光子的能量等
于电子的表观能量,即
E 1 E 2 E e . 0 511 MeV (10.95)
当正负电子湮灭时,正负电子的非线性能量也将被释放出来,它们可能由某种中微子携带。
假设被释放的非线性能量由中微子 携带,那么(10.94)式需写成
e e 1 2 (10.96)
是中微子 的反粒子。上式满足能量守恒、电荷守恒和轻子数守恒。两个中微子携带的
非线性能量相等,其数值等于电子的内禀非线性能量,即
E E E . 0 374 MeV (10.97)
e
可以把中微子 和 分别称为γ中微子和反γ中微子。湮灭的正负电子的表观能量全部由γ
光子携带,故γ中微子和反γ中微子的表观能量为零,即
E E 0 (10.98)
表观能量为零的中微子是完全不可观察的,所以,在正负电子湮灭为光子的实验中,未能观
察到任何中微子。表观能量为零的γ中微子可能不与任何可观察物质发生作用,因此是完全
“隐身”的中微子,这一点与前面提到的“惰性中微子”似乎相似。由此推测,γ中微子有
可能就是所谓的“惰性中微子”(当然,γ中微子是正负电子湮灭产生的,由此把正反γ中微
子归为正反电子中微子也未尝不可)。
所有粒子的正反粒子均可湮灭为光子,正反粒子对的表观能量将以光子的形式辐射出
来,而粒子对的非线性能量则可能以中微子的形式被释放。这样一来,我们可能有 4 种类型
的中微子,即电子中微子、μ中微子、τ中微子和γ中微子(惰性中微子)。前三种中微子已
经被实际观察到,γ中微子可能是惰性中微子,目前尚未探测到。关于惰性中微子的研究目
前有了一些进展,根据最近发布的信息,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的“液体闪烁器中微
子探测实验(LSND)”和费米实验室的“迷你升能器中微子探测实验(MiniBooNE)”的
长期探测结果均提示可能存在惰性中微子,它比已知的三种中微子更奇怪、更隐蔽、更不容
易与物质相互作用。当然,现有的实验证据还不够充分,γ中微子或惰性中微子是否存在以
及性质如何,均有赖于进一步的实验验证。
通过以上分析,我们可以重新认识中微子。它主要由不可观察的非线性物质构成,一般
不与其它物质发生作用。而且,构成中微子的非线性物质和普通粒子内部的非线性物质可能
有所不同,在普通粒子中,非线性物质与真空处于“耦合状态”,可形成局域的时空势阱,
表观物质被约束在时空势阱中运动,由此产生了粒子的有序结构和静止质量。而在中微子中,
非线性物质与真空可能处于“游离状态”,未形成时空势阱,故不能产生静止质量(详情将
在第十二章讨论)。在普通粒子中,非线性作用力具有饱和性,表现为表观能量和非线性能
量之比为常数,即
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