探求宇宙奧秘,了解使原子核核心成為雙重作用的能量焦點的中子

2020-11-24 荒野說科學

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早在 300 年前科學家就對原子的結構提出了各種猜想:從英國化學家和物理學家道爾頓創立原子學說以後,很長時間內人們都認為原子就像一個小得不能再小的玻璃實心球,裡面再也沒有什麼花樣了。

1869 年德國科學家希託夫發現陰極射線以後,歷時二十餘年。最終,湯姆生發現了電子的存在。通常情況下,原子是不帶電的,既然從原子中能跑出比它質量小 1 700 倍的帶負電電子來,這說明原子內部還有結構,也說明原子裡還存在帶正電的東西,它們應和電子所帶的負電中和,使原子呈中性。

原子

1901 年法國物理學家佩蘭(Jean Baptiste Perrin,1870—1942)提出的結構模型,認為原子的中心是一些帶正電的粒子,外圍是一些繞轉著的電子,電子繞轉的周期對應於原子發射的光譜線頻率,最外層的電子拋出就發射陰極射線。

1902 年德國物理學家勒納德提出了中性微粒動力子模型。勒納德早期的觀察表明,陰極射線能通過真空管內鋁窗而至管外。根據這種觀察,他在 1903 年以吸收的實驗證明高速的陰極射線能通過數千個原子。

中性微粒動力子

英國著名物理學家、發明家開爾文 。開爾文在 1902 年提出了實心帶電球原子模型,就是把原子看成是均勻帶正電的球體,裡面埋藏著帶負電的電子,正常狀態下處於靜電平衡。這個模型後由 J.J. 湯姆孫加以發展,後來通稱湯姆孫原子模型。

湯姆孫(Joseph John Thomson,1856—1940)繼續進行更有系統的研究,嘗試著描繪原子結構。湯姆遜以為原子含有一個均勻的陽電球,若干陰性電子在這個球體內運行。他按照邁耶爾關於浮置磁體平衡的研究證明,如果電子的數目不超過某一限度,則這些運行的電子所成的一個環必能穩定。

開爾文

按照當時盛行的半唯物主義者的看法,原子的大部分體積是空無所有的空間。勒納德設想「剛性物質」是散處於原子內部空間的若干陽電和陰電的合成體。如果電子的數目超過這一限度,則將列成兩環,如此類推以至多環。這樣,電子的增多就造成了結構上呈周期的相似性。

湯姆孫提出的這個模型,電子分布在球體中很有點像葡萄乾點綴在一塊蛋糕裡,很多人把湯姆孫的原子模型稱為「葡萄乾蛋糕模型」。它不僅能解釋原子為什麼是電中性的,電子在原子裡是怎樣分布的,而且還能解釋陰極射線現象和金屬在紫外線的照射下能發出電子的現象。

紫外線

日本物理學家長岡半太郎1903 年12月5日在東京數學物理學會上口頭髮表, 並於1904年分別在日、 英、德的雜誌上刊登了《說明線狀和帶狀光譜及放射性現象的原子內的電子運動》的論文。

他批評了湯姆孫的模型,認為正負電不能相互滲透,提出一種他稱之為「土星模型」的結構——即圍繞帶正電的核心有電子環轉動的原子模型。一個大質量的帶正電的球,外圍有一圈等間隔分布著的電子以同樣的角速度做圓周運動。

土星

電子的徑向振動發射線光譜,垂直於環面的振動則發射帶光譜,環上的電子飛出是 β 射線,中心球的正電粒子飛出是 α 射線。1905 年他從 α 粒子的電荷質量比值的測量等實驗結果分析,α 粒子就是氦離子。盧瑟福提出的原子模型像一個太陽系,帶正電的原子核像太陽,帶負電的電子像繞著太陽轉的行星。

在這個「太陽系」,支配它們之間的作用力是電磁相互作用力。他解釋說,原子中帶正電的物質集中在一個很小的核心上,而且原子質量的絕大部分也集中在這個很小的核心上。當 α 粒子正對著原子核心射來時,就有可能被反彈回去。這就圓滿地解釋了 α 粒子的大角度散射。

原子核

宇宙背景場連續性正能量的自然外力對夸克組的正電性右旋聚射,促使夸克組中夸克與夸克之間相互斥力對抗、摩擦,形成夸克之間的對抗焦點,導致夸克組內部對抗焦點處的能量囤積而釋放,進而產生以夸克組為核心的連續性負能量自然斥力的負電性輻射。

正電性自然外力至原子核核心的終點聚射,進而產生以原子核核心為起點的負電性自然斥力輻射,同時原子核夸克組也是在圍繞原子核核心相互斥力對抗,使其原子核核心成為雙重作用的能量焦點,這個能量焦點被稱為電中性「中子」。「中子」不是所謂的剛性粒子,而是能量點。

參考資料:《宇宙的秘密》《宇宙起源》

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