四大基本力在“场”中得到统一
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◎强子之间强核力原理
两个强子相距较远时,它们之间不会产生强力。两者靠得很近,中心距离达到10-15m时,产生强力,将它们牢牢粘在一起。
两个质子之间的强烈电斥力使它们很难依靠强力结合起来。核反应中,质子与中子之间的强力能将它们紧密贴合,部分表面积重合。祼露在宇压中的表面积减小,质量比结合之前减小。部分宇压流被释放,产生热量。
强子之间的强力中介玻色子是介子。为什么交换介子就能使强子之间产生强吸力呢?
与其它力一样,需要引入“介子场”,才能理解强子之间强力的产生机制。
强子由3个异性夸克组成,介子由正反夸克组成。强子天生就能吸收或发射介子的能力。
强子通过不断吸收或发射介子,形成介子场,环绕在周围。见下图11-18所示:

图11-18 强子形成介子场
介子流有一个特点,并不会直接撞击到夸克上。因为夸克被胶子场环绕,漂浮在胶子海中。介子太大,不可能穿透胶子海。微波光子都无法穿透胶子海,进入强子内部,介子当然更不可能进入强子内部。所以介子流只会撞击到强子表面。
当两个强子相距较远时,两者之间并不会产生强力。因为两者之间的深灰色渐变区域介子密度并不会变化。这里不存在色荷量相互抵消或增强的情况。色荷只在夸克中存在。3个夸克聚集在强子内部,色荷量只在强子内部有意义,在强子外面,色荷量降为0。这里也不需要考虑电荷量相互抵消或增加的情况。因为那使强子之间产生电磁力,而非强力。两个质子之间确实会产生很强的电斥力。
从受力上看,两个强子相距较远时,每个强子都受到对方相同的吸引力与排斥力,两个力相互抵消。强子之间不存在相互作用力。见下图11-19 a所示:

图11-19 强子之间强力的产生机制
以A为例,B左侧发射的介子流撞击到A右侧,以向左虚箭头表示。使A受到向左的力;撞击到B左侧的介子流先撞击到A左侧。以向右虚箭头表示。使A受到向右的力。两个力大小相等方向相反。A不受B的作用力。同理,B也不受A的作用力。A、B之间相距较远时,不产生强力。
强子半径是8.33E-16米。A、B中心距离小于1E-15米时,两者紧紧挨在一起。距离再减小一点,部分表面就开始重合。见上图11-19 b所示。
B左侧发射的介子流无法撞击到A右侧,而是从A左侧水平向左发出去,以向左虚箭头表示。之所以会这样,是因为A、B紧贴在一起后,就成为一个新的更大的强子。这个强子发射或吸收介子流就不会在中间部位,而是在边缘表面。A右侧位于中间部位,故不会象结合之前一样再受到B所发射向右介子流撞击。
撞击到B左侧的介子流先撞击到A左侧,以向右虚箭头表示。两束虚箭头介子流都使A受到水平向右的推力,与B贴得更紧。
这一点与粒子辐射压场宇压流完全不同。当A、B表面积部分重合时,就会发生核反应,部分宇压流被释放,撞击到核反应堆产生大量热能。宇压流在强子结合时会被释放,为何介子流在强子结合后仍然撞击过来呢?
这是因为,决定两者强度的因素不同。
宇压流强度取决于粒子表面积。每一块单位表面积上都受到一束宇压流撞击。当强子结合在一起,祼露在宇压中的表面积减小时,就不需要那么多宇压流了。部分宇压流就会从辐射压场中被释放出来,成为热能。
介子流强度取决于强子夸克数量。每个夸克都在吸收并发射夸克,产生介子场。这些介子场叠加在一起,形成强子介子场。两个强子结合后,两个强子介子场叠加形成新的介子场。这种结合并不会改变夸克数量。对夸克总质量也毫无影响。所以两个强子结合形成新的大粒子后,其介子场强度就是两个强子介子场强度叠加。不会有介子流因过剩而被释放。
在表面结合位置,延着强子中心连线上,具有的夸克数量比其它方向要多。见下图11-20所示:

图11-20 强子结合后,结合位置与强子中心连线上的夸克数量更多
两个强子A、B结合在一起。结合位置与强子中心连线是水平线。以白色线段表示。
白色线段附近,排列着4个夸克;其它方向上仅排列2个夸克。
夸克排列数量越多,这条线上介子流强度就越大。当两个强子结合后,就成为一体,夸克们就象处于同一个大强子中一样。它们的介子场重叠在一起。
介子流有一个特点,并不会进入强子内部,直接撞击到夸克上。因为介子太大,不可能穿透密不透风的胶子海。只有虚光子这种来无影去无踪的东西才能进入强子内部,直接撞击夸克。
两个强子结合为一个大强子后,介子流就撞击到这个大强子表面。在白色线段方向上,左右两侧介子流强度最大,产生最大的压力,形成强子间强核力,将两个强子牢牢压在一起。强力之所以巨大,是因为介子由正反夸克组成,具有相当质量。由介子组成的介子流撞击强子产生的压力自然比微波光子组成的宇压流撞击强子产生的引力大得多。
穿过结合位置与强子中心的水平白色线段上拥有最多数量的夸克,也就拥有相对其它位置而言更高强度的介子流。在白色线段方向上的左右两侧产生最强压力,将两个夸克紧紧粘起来。
无论结合点在强子哪个位置,结合点与强子中心的连线一定排列着最多数量的夸克,因此这条线上介子流强度就是最强,产生可观强核力。原因也很简单:结合点与强子中心连线必定是两个强子直径。这是一条最长的通过两个强子的线段。线段越长,排列着夸克的数量当然也就越多。
同理,A右侧吸收发射的介子流以白箭头表示,作用在B的左侧,使B受到向左的推力,与A贴得更紧。这相当于A、B作为一个整体在发射吸收介子流。介子流产生的压力将A、B牢牢粘在一起。
介子场有效范围很小,处于原子核内。介子不会飞出原子核之外的空间中去。
强子间强核力原理
强子通过吸收或发射介子,形成介子场。两个强子相距较远时,不会产生强力。它们部分表面积重合,贴在一起时,介子场重叠在一起,可视为形成了新的大强子。开始以新强子形态吸收或发射介子流。在两者结合前,强子A向B所在位置发射出去的介子流会撞击到强子B上,使两者产生斥力;两者结合后,这部分表面积重合,无法再发射或吸收介子流。改由在B的一侧发射,使两者产生吸力。介子流产生的压力就是强核力,将两个强子紧紧压在一起。
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◎基本力场的区别,使不同的力拥有不同特征
引力源自辐射压场。传播中介是微波光子。
电磁力源自虚光子场,传播中介是虚光子。
强子内部强核力源自胶子场,传播中介是胶子。
强子间强核力源自介子场,传播中介是介子。
弱核力不是由场产生,故在此次比较中省略。
它们的形态区别见下图所示:

图11-20 基本力场的区别
不同的力,其特征由其力场形态决定。
①粒子辐射压场
宇压流撞击到粒子表面并反弹,反弹压是宇压流压强的一半。见图11-20 a所示。
这使两个粒子无须接触就能产生辐射压力,相互吸引。
②电荷虚光子场
电荷不停歇吸收并发射虚光子,形成虚光子场。入射虚光子流强度等于发射虚光子流强度。见图11-20 b所示。
两个电荷之间电荷量相互抵消或增强,使虚光子密度与虚光子流强度改变。两个电荷无须接触就能产生电磁力。
③色荷胶子场
色荷不停歇吸收并发射胶子,形成胶子场。入射胶子流强度等于发射胶子流强度。见图11-20 c所示。
两个色荷之间色荷量相互抵消或增强,使两者之间胶子密度与胶子流强度改变。两个色荷无须接触就能产生强力。由于异性色荷无法接触在一起,3个异性色荷在特定距离形成渐进自由的稳定态。
④强子介子场
强子不停歇吸收并发射介子,形成介子场。两个强子之间与两个粒子一样,不存在抵消或增强电荷量或色荷量的情况。
由于入射介子流强度等于发射介子流强度。两个强子相距稍远一点,就不会产生作用力。这是与粒子辐射压场的区别。两个强子只有紧紧贴在一起,部分表面重合,才能在介子流作用下产生强力。
粒子辐射压场从形状上来看,最为特殊。因为粒子不是吸收并发射微波光子。作为一种稳定存在的能量,微波光子形成宇压流,持续撞击到粒子表面,被反弹后形成反弹压。虽然入射到粒子表面的宇压会全部被反弹,但反弹压会削弱入射宇压流强度。故反弹压强度只有宇压流的一半。正是这一特点,尽管粒子之间不存在电荷量、色荷量相互抵消或增强的情况,仍使两个粒子无须接触就能远远产生辐射压力,相互吸引。
强子介子场中,强子是通过吸收并发射介子形成了介子场。入射介子流强度与发射介子流强度相等。这与粒子辐射压场不同,是第1个对产生相互作用力不利之处。强子之间不存在电荷量、色荷量相互抵消或增强的情况,这与电荷虚光子场、色荷胶子场不同。这是第2个对产生相互作用力不利之处。这个不利的特点与粒子辐射压场相似。
正是这两个不利点,使强子介子场失去了两个能相隔较远时就产生相互作用力的机会。两个强子只有靠得非常近,表面在部分重合在一起,才能在介子流作用下形成强力,牢牢结合起来。这也是唯一需要在两者非常靠近、直至表面重合时才能产生的力(弱力除外。弱力非场产生,不在讨论范围之内)。
产生这些基本力的机制原理,用场来阐释,其特征一目了然,非常清楚。将它们统一在一起的目标,其实已经顺利达到。它们并不需要象大统一理论或统一场论所言,在某种条件下成为同一种力,具有相同强度。也不会成为同一种力。它们之间的区别显而易见,在任何条件下,这些区别都会存在,使得它们各自成为具有独特特征的力,在宇宙范围内发挥作用,使这个宇宙精致丰富,多姿多彩,充满神秘与惊奇……