CN102262829A - 一种基本粒子的基本结构及其教学模型 - Google Patents

Abstract

本发明属于物理学粒子物理领域，特别是一种基本粒子的基本结构及其教学模型。基本粒子的基本结构主要由由自转式的“恒星式大粒子”和公转式的“行星式小粒子”组成；如同原子结构和太阳系结构。指出了过去人们认为粒子只是实心刚体式球体点微粒的观念误区，填补基本粒子的基本结构的空白。适用于小学、中学、大学的教学，以及科普宣传和科学研究。

Description

一种基本粒子的基本结构及其教学模型

一，技术领域：

本发明属于物理学粒子物理领域，特别是一种基本粒子的基本结构及其教学模型。 

二，背景技术：

过去，对于基本粒子的基本结构方面的研究还没有人提出过。因为人们普遍认为，基本粒子没有什么结构，只是球体状的微粒质点，谈不上有什么“粒子基本结构”；所以，一旦有人说起粒子基本结构的课题，人们便会自觉地“抵制”。因为人们在探索基本粒子时以“粉碎”粒子的方法和思维方式全力地寻找比现有基本粒子大小更小的组成成分，以求得宇宙的最基本物质成分；比如说，探寻质子和中子里的组成成分，并发现它们具有夸克粒子种类的成分，而且认为由这些夸克组成“实心球体”式的粒子；从而忽略了它们的粒子结构课题和基本结构课题。 

本发明的目的在于克服上述缺点而提出一种基本粒子的基本结构及其教学模型。 

三，发明内容：

本发明的目的是这样实现的：首先须对粒子结构理论作出一次论述。参见以下关于基本粒子的基本结构的论述： 

客观上，粒子基本结构的课题是否存在？ 

从以下的分析研究和论述，我们可以得到近乎可确认的答案： 

已经做过的大量的粒子的高能物理碰撞实验，有足够的证据显示，基本粒子是具有一定的基本结构及其规律性的，即由自转式的“恒星式大粒子”和公转式的“行星式小粒子”组成[1]；如同原子结构和太阳系结构；这是普遍存在着的现象和事实。因此表明，这方面的研究有了新的进展，可以解除人们对粒子基本结构存在课题的误区。 

什么是“恒星式大粒子”？ 

所谓的“恒星式大粒子”，是指一个粒子结构里，包含有一个相对较大质量的粒子，位于粒子中心区域，呈现出自转状态。也称为“中心大粒子”。从而把基本粒子的结构比作太阳系结构中的恒星太阳。因而位于粒子中心区域，呈现出自转状态、质量较大的粒子，称为“恒星式大粒子”。比如说，人们看到的质子本身，可以粗略地看成是一个“恒星式大粒子”；仅仅相对于π介子这一粒子来说，人们看到的π介子本身，也是一个“恒星式大粒子”；同理，仅仅相对于电子这一粒子来说，人们看到的电子本身仍然是一个“恒星式大粒子”。 

什么是“行星式小粒子”？ 

所谓的“行星式小粒子”，是指一个粒子结构里，除了有一个“恒星式大粒子”之外，还包含有一个或多个相对质量较小的粒子，位于粒子中心附近区域即周边区域区域，呈现出公转状态即围绕“恒星式大粒子”公转。也称为“周边小粒子”。从而把基本粒子的结构比作太阳系结构中的行星。因而位于粒子中心附近区域即周边区域，呈现出公转状态即围绕“恒星式大粒子”公转、质量较小的粒子，称为“行星式大粒子”。比如，质子结构中的π介子、电子、中微子属于“行星式大粒子”，它们在各自的粒子轨道上作公转式运行。从已有的实验结果上看，一个粒子的“行星式小粒子”数量一般有一个到多个。而且，从宇称不守恒原理和现象来看，同一粒子具有不同数目的“行星式小粒子”；这类粒子可以叫作“粒子同位素”，与原子同位素概念相似。参见图3(A为恒星式大粒子，B为粒子轨道，C为行星式小粒子)。 

自从“地球磁旋力”和、“原子磁旋力”和“粒子磁旋力”被发现，这个方面的推测、分析和研究才得到推进。 

什么是“地球磁旋力”？ 

所谓的“地球磁旋力”是指，实际上，地球存在着高速旋转的旋转中心，位于地核中心。地球的旋转中心的高速旋转，就会驱动旋转中心周围的物质围绕旋转中心旋转，同时周围的物质又被旋转中心所吸引，这种作用力就称为“地球磁旋力”；具有旋转性和磁吸性；其方向与地球自转方向相同。“地球磁旋力”驱动着月球围绕地球公转，驱动云块自西向东移动，使地球大气作自西向东移动式的环流；并且使地球自身自转。 

什么是“原子磁旋力”？ 

所谓的“原子磁旋力”是指，原子存在着高速旋转的旋转中心，位于原子核中心。原子的旋转中心呈现为高速旋转状态，并驱动该旋转中心周围的物质围绕该旋转中心旋转(即公转)，同时其周围的物质又被该旋转中心所吸引，这种作用力就称为“原子磁旋力”；具有旋转性和磁吸性；其方向与原子自转方向相同。“原子磁旋力”驱动着电子围绕原子核公转，并且使原子自转。 

什么是“粒子磁旋力”？ 

所谓的“粒子磁旋力”是指，粒子存在着高速旋转的旋转中心，位于粒子核中心。粒子的旋转中心呈现为高速旋转状态，并驱动该旋转中心周围的物质围绕该旋转中心旋转(即公转)，同时其周围的物质又被该旋转中心所吸引，这种作用力就称为“粒子磁旋力”；具有旋转性和磁吸性；其方向与粒子自转方向相同，并且使粒子自转。 

以往，从已经做过的粒子高能物理碰撞实验中我们看到，受到高能碰撞的粒子，并不象刚体式物质被粉碎而分裂出许多碎片那样、常常是仅仅弹射出1-3个左右质量更小的粒子，因而可以认为，在较大的粒子结构中，具有较小的粒子的成分；这是人们早就认识到的结论。然而，人们一直认为粒子是一种微小的实心式的“刚体”，那么，这些分离出来的较小粒子成分只是这类“刚体”的碎片，至此认定粒子没有另外的、可能的结构，更加不会想到可能存在着类似于原子结构模式的粒子结构。为何粒子碰撞实验不象刚体式物质被粉碎而分裂出许多碎片那样？原因是“粒子磁旋力”在起作用。可以这样分析，一小块花岗岩石头被大铁锤猛击时便会瞬间变得粉碎并使碎片四射而出；为什么会变成许许多多的微小碎片？其实，那是由其原子与原子之间连接受力作用而断裂造成的。然而，在粒子这么细小的物质层次上， 那种原子与原子之间的连接或聚合或凝聚方式不存在了，它受到强力撞击后又怎么可能变成糖许多碎片呢？由此可见，碰撞实验中的粒子不存在被粉碎的可能和结果。既然如此，那么，碰撞实验中出现的那些1-4条发光“喷柱”就不是那个参与碰撞的粒子的碎片，而应该属于一些可以独立存在的粒子。由于“粒子磁旋力”的作用，它们才会被束缚而凝聚地组成地成为一个较大的粒子。即是说，粒子仍然是由粒子组成，换句话说，质量较大的粒子由质量较小的粒子组成。使它们配合或结合或凝聚在一起的力，正是本文所述的“粒子磁旋力”，属于比“原子磁旋力”更深层次的一种微观作用力。 

自从发现“地球磁旋力”后本人推理出原子具有“原子磁旋力”、粒子具有“粒子磁旋力”；经过多年的研究，最终推测到：实际上存在着类似于原子结构模式的粒子结构。这可以从这样的分析推测过程中得出： 

比如说，质子碰撞后弹射出电子和中微子的现象，电子和中微子是组成质子结构中具有的质量较小粒子的成分。不过，这是不是说，质子直接地完全由电子和中微子这两种粒子成分作实心式的“刚体”组成呢？不是的。本文认为，这些电子和中微子在组成质子时，是以围绕质子核心公转的方式来实现的。即质子核心高速自转，其结构成分中的电子和中微子也随之围绕质子核心作出公转式的运动。由于这个缘故，在粒子的高能物理碰撞实验中，电子和中微子失去原来“粒子磁旋力”的束缚、就会脱离原来的运动轨道即“粒子轨道”而弹射出来。由此可以推测出，质子结构是由质子的一个“核心大粒子”(即“质子核”或“粒子核”)与多个电子和中微子组成，质子的“核心大粒子”呈现出自转状态而电子和中微子则呈现出围绕“核心大粒子”公转状态；电子结构则是由电子的一个“核心大粒子”与多个中微子组成，电子的“核心大粒子”呈现出自转状态而中微子则呈现出分别在“粒子轨道”上围绕“核心大粒子”公转状态。另外，质子的“核心大粒子”可能再由质量较大的夸克构成更深层次的“核心大粒子”，胶子则可能是围绕夸克公转的小粒子；这时，我们可以把夸克和胶子组成的“核心大粒子”称为“夸克复合体”。“核心大粒子”是指基本粒子形态结构和质量中形态较大的核心粒子。 

在此，本文把作为“粒子核”的“核心大粒子”又称为“恒星式大粒子”，围绕其公转的那些的较小粒子则称为“周边小粒子”或“行星式小粒子”；它是指基本粒子形态结构中形态和质量较小的位于“核心大粒子”周围的粒子。“恒星式大粒子”呈现出自转状态，“行星式小粒子”则呈现出围绕“恒星式大粒子”的公转状态。这就是基本粒子结构的基本结构，是基本模型。类似于原子结构模型。但是，这是一种“定性”方面的粒子基本结构模型，而不是具有“定量”方面的模型。至于它的定量模型，仍然须作出进一步的研究。 

之所以确立粒子的基本结构为“恒星式大粒子”和“行星式小粒子”的模式和关系，是因为它们实际上与太阳系的形态结构相似的缘故。 

以此类推，可以得知其它基本粒子的结构： 

质子由它的“核心大粒子”组成一个“恒星式大粒子”，由一个到多个π介子、一个到多个电子、一个到多个中微子组成“行星式小粒子”；π介子位于内层轨道，电子位于中层轨道，中微子位于外层轨道。它的“核心大粒子”可能是“夸克复合体”，为一种更小层次的“粒子复合体”。这个“夸克复合体”又由一个质量较大的夸克构成“恒星式大粒子”，胶子围绕其公转而构成其“行星式小粒子”。 

π介子由它的“核心大粒子”组成一个“恒星式大粒子”，由一个到多个电子、一个到多个中微子和多个光子组成“行星式小粒子”；电子位于内层轨道，中微子位于中层轨道，光子位于外层轨道。 

电子由它的“核心大粒子”组成一个“恒星式大粒子”，由一个到多个中微子和多个光子组成“行星式小粒子”；电子位于内层轨道，光子位于外层轨道。 

等等。 

对于“行星式小粒子”来说，也存在着“粒子复合体”和“粒子核”现象，比如说，一个电子就是一个“粒子复合体”；“电子核“就是“粒子核”，属于电子的“恒星式大粒子”，它的一个到多个中微子和多个光子分别在其相应的“粒子轨遭”上围绕着“电子核”公转而属于它的“行星式小粒子”。 

各基本粒子的各自的“行星式小粒子”的分布的细节是怎样的？比如说，质子结构中的π介子、电子、中微子属于“行星式小粒子”，它们在各自的“粒子轨道”上作公转式运行；那么，它们就必然分布在三条粒子轨道上，我们可以把三条粒子轨道称为内轨道、中轨道、外轨道，这三种粒子又是位于哪条粒子轨道上？现在我们无从得知、也无从入手解决。另外，有事实表明，同一粒子具有不同的结构和成分，比如，经典的宇称不守恒现象和原理从另一角度是说明了许多较大质量的粒子，同一粒子有不同的宇称不守恒模式，换句话说，同一粒子有多样性的模式，有点象原子同位素现象那样；这里可以把其称之为“粒子同位素”；那么，各基本粒子拥有哪些“粒子同位素”？现在我们难以得知。因此，这些问题仍然需要人们作出深入的探索和研究。 

各基本粒子的各自的“行星式小粒子”的分布的细节是怎样的？比如说，质子结构中的π介子、电子、中微子属于“行星式小粒子”，它们在各自的“粒子轨道”上作公转式运行；那么，它们就必然分布在三条粒子轨道上，我们可以把三条粒子轨道称为内轨道、中轨道、外轨道，这三种粒子又是位于哪条粒子轨道上？现在我们无从得知、也无从入手解决。另外，有事实表明，同一粒子具有不同的结构和成分，比如，经典的宇称不守恒现象和原理从另一角度是说明了许多较大质量的粒子，同一粒子有不同的宇称不守恒模式，换句话说，同一粒子有多样性的模式，有点象原子同位素现象那样；这里可以把其称之为“粒子同位素”；那么，各基本粒子拥有哪些“粒子同位素”？现在我们难以得知。因此，这些问题仍然需要人们作 出深入的探索和研究。 

至于质子中，π介子和电子等分别分布在内层轨道还是外层轨道，等等类似的现象，现在还难以确定，有待于进一步的、深入的研究。 

这里要说明的是，本文所描述的粒子的基本结构，属于推理方法得出的判定，在科学上可称之为“粒子基本结构假说”或“学说”，还未能在实验中直接观测到。就象对原子结构的认识那样，人们总是以推理方法来判定原子结构的，当初，没有任何人可以直接观测到实物性的原子结构；即使现有经典的原子结构，也仍然是在间接地观测和认识上所作出的判定和公认。至于粒子的基本结构，本文也是出于间接证据所作出的判定。因此，要直接观看到实物性的粒子实体的结构，可能极为艰难或甚至不可能。因此，对于粒子结构的直观性认定，仍然需要作出极大的努力探索和研究。既然对原子结构的认定，不是直接直观观察到的，通过散射实验间接推测所得到的，那么，对于本文所描述的粒子基本结构，就不应该采取简单而粗暴式的否定心态和方法。其实，木文所描述的粒子基本结构，与原子结构的认定方面的意义相比，也是具有重大而普遍性科学意义的：原子结构认定的价值虽然比本粒子结构要大，但是，本粒子结构的深度和广度则不亚于原子结构。原有的原子结构学说不能否定“波包学说”，本粒子结构假说学说则可否定“波包学说”；还填补了相关的物理学原理上的空白。 

要作出比现有技术水平更深层次的方法，首选的应该是采用类似于原子散射方法的做法，以便判明“粒子核”的存在(如同发现“原子核”那样)。对于如何实现这样的做法，则需要人们作出巨大的努力。然而，要直观地观看到“粒子核”自转、和它的“行星式小粒子”公转，即粒子的结构，可能需要很长很长的时间年代。 

总之，由上述可知，基本粒子结构的基本结构是：由自转式的“恒星式大粒子”和公转式的“行星式小粒子”组成；“恒星式大粒子”呈现出自转状态，“行星式小粒子”则呈现出围绕“恒星式大粒子”的公转状态。 

质子由“夸克粒子复合体”组成“恒星式大粒子”，呈现出自转状态，围绕其公转的那些的较小粒子则称为“周边小粒子”或“行星式小粒子”有电子和中微子，电子位于靠近“夸克粒子复合体”而中微子则相对来说位于比电子更为远离“夸克粒子复合体”的外围状态。 

但是，这是一种定性方面的基本结构模型，而未包括定量方面的模型。至于它的定量模型，仍然须作出进一步的研究。 

各基本粒子的各自的“行星式大粒子”的分布的细节是怎样的？各基本粒子拥有哪些“粒子同位素”？这一问题将是我们今后需要解决的难题。然而，要直观地观看到粒子的结构可能需要很长很长的时间年代。 

从上述原理上看，物理学界从爱因斯坦凝聚态物理理论中猜想的“粒子海学说”，即认为基本粒子之间可以是一种以类同于原子之间结合的方式存在于自然界中或宇宙中；比如说，就象一杯水那样，是原子之间结合时的状态，如果纯粹地以基本粒子之间结合时就会变成空杯而无水的状态，似乎是神奇无比，可是那是难以成立的。 

另外，爱因斯坦凝聚态物理理论中认为，“波包”是粒子的实质，它由“波”这类具有能量的东西组成，因而也称之为“量子”，即“能量子”、  类完全填充、充满、充实着“波”的最小粒子，宇宙是最为细小的物质组成部分。由于“宇宙基态液”被发现，因此，“波包”学说难以成立。即是说，物质不是唯一地由“能量”或“波包”组成的。其实，仔细地分析便可得知，“波包”学说无法解释粒子自转和原子自转这类普遍现象，更加无法产生它们相互之间的吸引力或引力，如果无吸引力，“波包”就不会组成粒子，而粒子就不会组成原子。此外，爱因斯坦理论中还有许多误区，比如说，他的时空相对论就不能成立： 

因为，在空间长度的数学推理中，爱因斯坦有定律式公式： 

单一地看式子(1)或(2)都会产生L不等于L’的结局。然而，一旦把式子(1)与(2)作一下比较就会马上显露出自相矛盾的局面：式子(1)中的L小于L’，而式子(2)中即相反，即L大于L’。 

同理，在时间长度的数学推理中，爱因斯坦有定律式公式： 

单一地看式子(3)或(4)都会产生Δt不等于Δt’的结局。然而，一旦把式子(3)与(4)作一下比较就会马上显露出自相矛盾的局面：式子(1)中的Δt大于Δt’，而式子(2)中即相反，即Δt小于Δt’。 

由此可见，这真是一件令人特别遗憾的严重的科学事件！ 

从上述描述和论述，我们可以得知粒子是具有一定结构的，由“恒星式大粒子”和“行星式小粒子”组成；在教学模型上我们可以用黑色大珠子表示“恒星式大粒子”或“粒子核”，以黑色小珠子表示“行星式小粒子”；这是总体粒子的基本结构。在这个总体粒子结构中，“恒星式大粒子”或“行星式小粒子”都是还可以包含次级式的一个“恒星式大粒子”和一个到多个“行星式小粒子”。各个代表“行星式小粒子”的黑色小珠子分别连接在各自的“粒子轨道”的有色塑料环上；一个黑色小珠子连接在一个有色塑料环上。 

本发明的优点在于，能够揭示和演示基本粒子的基本结构，填补了相关领域上的理论空白。适用于小学、中学和大学，以及科普宣传和相关物理学方面的研究。 

四，附图说明：

图1，为本发明的原型实施例示意图。 

图2，为本发明另一实施例示意图。 

图3，为本发明说明书的插图：粒子基本结构示意图。 

图4，为本发明说明书的插图：具有粒子复合体的粒子结构示意图。 

五，具体实施方法： 

下面根据上述附图详细说明本发明的结构细节和工作情况。 

图1中所示的有总体粒子1、恒星式大粒子2、粒子轨道3、行星式小粒子4。本发明的总体粒子1的基本结构，由恒星式大粒子2、粒子轨道3、行星式小粒子4组成。恒星式大粒子2位于粒子轨道3的中心部位；行星式小粒子4连接于粒子轨道3上。粒子轨道3可以有1-3条；每个总体粒子1的基本结构中的行星式小粒子4可以有1-3个。教学模型的用具上，恒星式大粒子2由黑色大珠子制成，行星式小粒子4由黑色小珠子制成，粒子轨道2由有色塑料环制成；各个黑色大珠子和黑色小珠子也是由塑料制成。形状上与原子结构相似。 

图2中所示的有总体粒子1的基本结构，由恒星式大粒子2、粒子轨道3、行星式小粒子4、次级恒星式大粒子5、8、次级行星式小粒子6、10、次级粒子轨道7、9组成；恒星式大粒子2位于粒子轨道3的中心部位；行星式小粒子4连接于粒子轨道3上；一个恒星式大粒子2包含有一个次级恒星式大粒子8、一条次级粒子轨道9和一个次级行星式小粒子10的组成；同时，一个行星式小粒子4又可包含有一个次级恒星式大粒子8、一条次级粒子轨道7和一个次级行星式小粒子6的组成。各次级粒子轨道可以有1-3条；各次级行星式小粒子可以有1-3个。 

工作情况：在教学上，应该指明的是，教学模型中的黑色大珠子代表恒星式大粒子2，在自然界中呈现出自转状态；黑色小珠子代表行星式小粒子4，行星式小粒子4在自然界中呈现出沿着粒子轨道3作公转运动的状态，即围绕恒星式大粒子2公转。代表“粒子核”的次级恒星式大粒子8中，在自然界中呈现出自转状态，并有次级行星式小粒子10在自然界中呈现出沿着粒子轨道9作公转运动的状态，即围绕次级恒星式大粒子8公转。行星式小粒子4中的次级恒星式大粒子5在自然界中呈现出自转状态而次级行星式小粒子6沿着次级粒子轨道7作公转运动的状态，即围绕次级恒星式大粒子5公转。 

Claims (4)

1.具有球体形状的一种基本粒子的基本结构及其教学模型，“恒星式大粒子”和“行星式小粒子”均为塑料制成的黑色珠子，其特征是，总体粒子1的基本结构，由恒星式大粒子2、粒子轨道3、行星式小粒子4组成。恒星式大粒子位于粒子轨道的中心部位；行星式小粒子连接于粒子轨道上。

2.根据权利要求1所述的一种基本粒子的基本结构及其教学模型，其特征是，与“恒星式大粒子”配合的“粒子轨道”有1-3条；每条“粒子轨道”连接一个“行星式小粒子”。

3.一种基本粒子的基本结构及其教学模型，“恒星式大粒子”和“行星式小粒子”均为塑料制成的黑色珠子，其特征是，总体粒子1的基本结构，由总体粒子1、恒星式大粒子2、粒子轨道3、行星式小粒子4、次级恒星式大粒子5、8、次级行星式小粒子6、10、次级粒子轨道7、9组成；恒星式大粒子2位于粒子轨道3的中心部位；行星式小粒子4连接于粒子轨道3上；一个恒星式大粒子2包含有一个次级恒星式大粒子5、一条次级粒子轨道9和一个次级行星式小粒子10的组成；同时，一个行星式小粒子4又可包含有一个次级恒星式大粒子8、一条次级粒子轨道7和一个次级行星式小粒子6的组成。

4.根据权利要求3所述的一种基本粒子的基本结构及其教学模型，其特征是，各次级粒子轨道可以有1-3条；各次级行星式小粒子可以有1-3个。

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