物理：在宇宙中寻找比夸克更小的“前子”

邓文龙

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在宇宙中寻找比夸克更小的“前子”

论文作者：J. Hansson      期刊：《物理评论D》     

发布时间：2007-12-3 16:15:1



图片说明：有比夸克还小的粒子吗？
（图片来源：ArSciMed / SCIENCE PHOTO LIBRARY）

瑞典科学家最近提出，如果组成质子和中子的夸克确实是由更小的粒子——前子（Preon）构成的，那么在宇宙中可能探测到比中子星、夸克星更加致密的前子星，它的致密程度就好比把月球质量集中在豌豆大小的物体上。相关论文在线发表于《物理评论D》（Physical Review D）上。

瑞典吕勒奥理工大学（Luleå University of Technology）的Fredrik Sandin和Johan Hansson表示，前子可能存在于宇宙大爆炸后的超密块状物中，而这些物体可以被现有的天文观测技术探测到。这一结论使一项高度不确定的假说成为了一个可检验的观点。如果前子星确实存在，它们或许会占宇宙暗物质质量的很大一部分。

长期以来，人类逐渐知道了各种粒子间的组成关系。原子由质子和中子（合称强子）以及很轻的电子构成。强子又是由6种类型的夸克组成的。此外，还有6种与电子相关的基本粒子——轻子（Lepton）。

1974年，物理学家Jogesh Pati和Abdus Salam猜测，一类称为“前子”的微粒家族或许可以解释夸克和轻子的分化。1999年至2002年，Hansson和同事在《高能物理—现象学》（http://www.arxiv.org/abs/hep-ph/9909569）和《欧洲物理学快报》（J. Europhys. Lett. 60, 188–194，2002）上提出，三种类型的前子就足以构建所有已知的夸克和轻子。

2005年，Hansson和他的学生Sandin继续研究了物质能否以前子的状态结合成块，而不是“冷凝”成为夸克或者强子，所得到的答案是可能（Phys. Lett. B 66, 1-7，2005）。这些前子块（前子星）要比夸克星和中子星更加致密。

研究人员认为，前子块不可能由恒星坍塌形成，但可以是宇宙大爆炸的遗迹。当新生宇宙膨胀时，其中的物质不断变得稀薄，从而由前子物质成为夸克物质，最终成为构建恒星和星际气体的原子。不过，Hansson表示，一些宇宙早期的前子物质可能结合形成稳定的“气泡”，从未发生上述变化。

研究人员计算认为，这些前子“气泡”的质量小于普通恒星，不会超过地球质量的100倍，直径也不会超过一米。尽管没有下限，但Sandin和Hansson认为最小的前子块应该有豌豆大小，它的质量略小于月球。

可以想象，这样的物体散落在浩瀚的宇宙中有多么地难以发现。不过，研究人员表示，还是有一些方法能够找到它们。首先，从地球上看来，这些超密的物体能够弯曲其周围从背后射来的光线，也就所谓的“引力透镜效应”（gravitational lensing）。Sandin和Hansson表示，由于前子块很小，它们会对宇宙伽马射线产生最强烈的影响——让伽马射线光谱产生特殊的摆动。

如果两个前子块恰好由于引力形成共轨的双“星”系统，并且位于太阳附近，那么它们发射出的引力波（时空波动）就会被引力波探测器（gravity-wave detector）捕获。而如果这两个前子块很小，它们所发出的高频波动甚至无需使用现有的大型探测器，只需要桌面型设备就能探测到。

此外，一旦微小的前子块撞击了地球，还会激发出可探测的地震波。Hansson说，它们如此之小，只能在地球上钻一个洞。不过，它们会在直线的运动路径上留下地震波的踪迹，这与大陆板块间的摩擦有明显的差异。

现在，创造前子物质看起来是不可能了，因为这需要重现大爆炸的情景。那么，其他的物理学家会对前子星的说法有何反应？Hansson自己说，“他们要么十分热衷于此，要么认为这些都是毫无价值的垃圾，处于二者之间的人可不多。”

不过，英国玛丽女王学院（Queen Mary College）的理论物理学家John Charap似乎是这样一个中间者。他说，“这不是一个完全疯狂的想法，毕竟我们需要一些不错的疯狂观点来在认识暗物质方面取得进展。我们现在在为寻找暗物质合理的解释方法而挣扎，新的观点可能与其它一些一样，是不错的候选。”（科学网 任霄鹏/编译）

（《物理评论D》（Physical Review D），arXiv:astro-ph/0701768v2，F. Sandin, J. Hansson）

更多阅读（英文）

《物理评论D》论文摘要

https://arxiv.org/abs/astro-ph/0701768

http://news.sciencenet.cn/htmlpaper/2007124144424275282.html



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质能等价

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E = mc²（即质能守恒，亦称为质能转换公式、质能方程）是一种阐述能量（E）与质量（m）间相互关系的理论物理学公式，公式中的 c 是物理学中代表光速的常数。
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焦耳

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焦耳（简称焦）是国际单位制中能量、功或热量的导出单位，符号为J。在经典力学里，1焦耳等于施加1牛顿作用力经过1米距离所需的能量（或做的机械功）。在电磁学里，1焦耳等于将1安培电流通过1欧姆电阻1秒时间所需的能量。焦耳是因纪念物理学家詹姆斯·焦耳而命名[1][2]。

单位转换

一焦耳相等于：

1×107 尔格
6.24150974×1018 电子伏特
0.239 小卡路里
9.4782×10−4 英国热量单位（British thermal unit，BTU）
0.737 呎·磅力（foot-pounds force）
23.7 呎·磅（foot-pounds）
2.7778×10−7 千瓦·小时
2.7778×10−4 瓦特·小时

以焦耳定义的单位：

1 小卡路里= 4.184焦耳[4]
1 watt hour = 3600焦耳
1 kilowatt hour = 3.6×106焦耳
1 吨TNT = 4.184×109焦耳

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%84%A6%E8%80%B3



中微子

中微子，又译作微中子，是轻子的一种，是组成自然界的最基本的粒子之一，常用符号希腊字母v表示。 中微子个头小、不带电，可自由穿过地球，自旋为1/2，质量非常轻（有的小于电子的百万分之一），以接近光速运动，与其他物质的相互作用十分微弱，号称宇宙间的“隐身人”。
类 型： 轻子
自 旋： 1/2
外文名： neutrino
符 号： v

https://www.google.com/search?q= ... chrome&ie=UTF-8



电子内部结构(空穴子，自旋子，轨道子)模型图解

自然 2020-7-4

bili_83071099769
粉丝：1文章：6

摘要：

电子可以分裂成3个准粒子：

1空穴子携带电子电荷(电场层)，

2轨道子携带轨道位(轨道层)，

3自旋子携带旋转属性（磁场层:一种与磁性有关的内在量子性质）。

https://www.bilibili.com/read/cv6633076



自旋子

https://www.google.com/search?q= ... p;bih=625&dpr=1

轨道子

https://www.google.com/search?q= ... mgrc=h7BLgRAhBnrbaM

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空穴子

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电子

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原子

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分子原子

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细胞分子生物学

https://www.google.com/search?q= ... C1CHWL_jaJP905JP905



宇宙的最小物质有多小,物理学上的“有”与“无”

2018/01/17 来源：关爱地球了解宇宙

夸克是构成原子核中质子与中子的基础物质，是目前为止发现的最小层的物质，大小为10的负18次方米(10-18米)。而目前全世界的科学家正热衷研究能穿透地球的神秘中微子。中微子个头小，小于电子的百万分之一，电子的数量级别在10的负17方(10-17)。中微子不带电，可自由穿过地球，几乎不与任何物质发生作用，号称宇宙间的“隐身人”。科学家们观测它颇费周折，目前全球很多国家都在建立专门的大型实验室来观察中微子，这些实验室建在南极、地下、在废弃的矿井里。中微子是当前粒子物理、天体物理、宇宙学、地球物理的交叉前沿学科，本身性质也有大量谜团尚未解开。

文章来源：https://read01.com/oLd0NMe.html

https://read01.com/oLd0NMe.html#.YYs9-VVBzIX

无穷大无穷小都是现实世界不存在的

陈必红
​
数学教师
14 人赞同了该文章

无穷大无穷小都是现实世界不存在的

许多人学习微积分，我以为现代科学中，微积分是得到了广泛的应用的。但是，有一点本文需要提出，就是无穷大和无穷小，都是我们生活的现实世界中不存在的。

那么，不存在为什么还要学？这些概念为什么还要掌握？原因在于，虽然不存在，但是，无穷大和无穷小的概念，是一种很好的对于“特别大”和“特别小”的概念的近似。或者你把特别大叫非常大，特别小叫非常小也行。

https://zhuanlan.zhihu.com/p/163709757



有机化合物
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E ... 6%E5%90%88%E7%89%A9

神经递质
https://baike.baidu.com/item/%E7 ... 92%E8%B4%A8/7514143

乙酰胆碱
https://baike.baidu.com/item/%E4 ... 86%E7%A2%B1/4780464

多巴胺
https://baike.baidu.com/item/%E5%A4%9A%E5%B7%B4%E8%83%BA/62597

去甲肾上腺素
https://baike.baidu.com/item/%E5 ... BA%E7%B4%A0/3942921