研究
，卷:7(3)DOI: 10.37532/2320-6756.2019.7(3).181

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电子和质子半径的理论计算与证明

*通信:

梅古银，
青岛科技大学化学与分子工程学院，中国青岛
电话:+ 86-0532-84022681
电子邮件: (电子邮件保护)

摘要

物质粒子半径在核物理和天体物理中起着重要的作用。根据Kaluza-Klein和B. Feng的理论，得到了电子和质子的精确半径。它们的正确性已经通过不同的方式得到了证明。它向我们展示了一个奇怪的事实，即质量较大的质子的大小要比质量较轻的电子小得多。还揭示了电荷的内部运动。根据理论需要，提出了分形维数空间系数。所有这些信息都不能从标准中获得模型基本粒子或相应的研究

关键字

电子半径;洛伦兹半径;康普顿半径;kaluza klein;分形维数空间

简介

电子和质子半径是基本粒子物理、核物理和天体物理中的关键问题。从不同的角度来看，这方面主要有两种有价值的尝试。这些尝试都有一定的合理性，但并不全面。本文分析了它们的缺陷，并提出了具有说服力的理论计算方案。

方法

以前的尝试

令人厌恶的能源电子的经典洛伦兹半径:经典电子半径为1.4089698 × 10⁻¹⁵m被称为洛伦兹半径。假设总数能源(m_ec²)的能量来自于排斥势能源均匀分布的电荷，它均匀地分布在球形电子中。对均质电荷进行积分运算，得到的关系和结果为

(1）

= 1.4089698 × 10⁻¹⁵米

(1.1)

一般认为电子是带点电荷的无空间范围的点粒子，其结果被许多人认为是欠考虑的。另一方面，电荷(问)电子作为一个整体是不可分割的;在一般意义上，即使它有空间体积，我们也不能确定它是否可以被视为均匀分布在球面上;很难理解排斥力来自于自身。第三种，即使是排斥势能源存在，我们仍然不能确定它等于m_ec²．

因此，很难相信推导出的经典电子半径是否正确。然而，它的结果看起来很现实。

顺便说一下，维基百科网站上常见的经典电子半径是2.8179403227(19)× 10⁻¹⁵m;这里少了一个因子1/2;复旦大学的一本物理教科书(第114页)详细描述了这个案例[1］．

电子康普顿半径:另一个尝试是关于康普顿半径的。对于静止的电子，表达式如下:

（2）

其中r是一个变量。它会随着粒子静止质量的增加而减小。

根据卡鲁扎-克莱因的理论得到了康普顿的尝试，其中一个静止基本粒子实际上是光的受限运动。

因为克莱因的量子解释在物理界不被接受，结果的半径似乎比想象的要大得多;它也没有得到承认。

有吸引力的能源有向内磁力的力:宏观电磁相互作用是四维空间，基本粒子内部运动是五维空间。他们的能源的关系由B. Feng研究，并在参考文献[2］．它的形式是，

（3）

(3.1)

磁场吸引移动电荷向内;的系数k₁是下面解释的。

物质粒子半径的确认

计算电子半径的证明:我们坚持认为Kaluza-Klein的想法是正确的。因此，康普顿对电子半径的第二次尝试具有一定的合理性;只是少了一个部分。它没有认识到局限在一个圆内的光是光在五维空间中的传播运动能源在五维;然而,米_ec²是能源在三维空间中。因此，必须考虑尺寸的变模量效应。变模系数为n维球面面积(年代_n)到(n−1)维度体积(V_n−1)用于维数n到(n−1)可变模量。它们形成了，

其中半径变模量系数R/ R =

此外，电子的内部运动不是在精确的五维空间中，而是由系数分形维数k,k₁=0.9781465420的第五维，我们曾经用它来计算电子的质量和电荷[3.，4),k₂=0.9854075625为第四维。因此，还必须考虑分形维数的影响。

考虑到上述变模量和分形维数的影响，(2)可以改写为:

（4）

结果与(1)的结果一致，它们完全相等。令人惊讶的是，通过插入系数，我们从完全不同的方法得到了电子半径的相同结果k₁而且k₂；而且，它们近似等于1。它使我们确信电子半径是精确的1.4089698 × 10⁻¹⁵m.当然，从目前的观点来看，假设电子的半径等于中子是不准确和武断的，我们以前在[5］．

坦白地说，系数k₁而且k₂在简单的观点中作为拟合因子。但我们发现在很多情况下都是这样;它们确实是我们理论中的理论需要。所以，它们应该是物理学中的新常数。它们更像是分形维数系数;在我之前的论文中[2，4),k₁曾被称为空间弯曲因子。

质子半径计算:质子半径(rp)计算简单。由式(4)可知，关系式和结果为:

这个结果更新了之前的值1.37036 × 10⁻¹⁸米(4］．

中子半径:中子是由一个电子和一个质子组成的复合粒子。其实际半径值为2.51620 × 10⁻¹⁵M是我们在[5］．这表明，将一个质子插入到一个电子中可以使电子的半径增加到大约两倍。

结果与讨论

基本粒子的波动性质

以上不同的尝试都得到了相同的电子半径。(1)应用经典电磁场相互作用定律。(1.1)中静电的排斥力被Biot-Savant磁场中电流洛伦兹力的吸引力所平衡法律在(3.1);它们完全相等。这一成功表明了光子与基本粒子之间的转换机制，并注解了Klein对基本粒子的量子解释。简而言之，基本粒子完全是一种波。

顺便说一下，虽然电荷是一个完整的内部运动，不可分割，但它们的电荷效应在数学上是可微分和可积的，即使在10数量级的空间中也是如此⁻¹⁹m;这一点不能被误解。

非刚性特性及形成机理

虽然上面给出了精确的电子和质子半径，但这并不意味着它的刚性。因为它确实是一个波包，半径只对应于它的统计意义，就像氢原子中的电子云一样。另一方面，我们已经看到均质电荷不是静止的，而是没有静止质量，在具有等效半径的球内以光速运动;质量就是它的整体能源描述。我们很高兴地从(1)、(2)和(3)中看到一个奇妙的机制，在这个机制中，一个光子蜷缩成一个圆圈变成一个带电的基本粒子。或者说，卷曲的电磁波变成了基本粒子;的能源停止的光转换成电磁场的相互作用，在外面是电的，在里面是磁的;电、磁特性分离，相互作用。看起来均匀电荷(或轻电荷)具有足够高的磁导率，可以完美地屏蔽内部磁场。必须指出的是，电子或质子的电荷不是分布在表面上，而是分布在体积上。它们实际上是体积带电的。

从广义相对论的角度

从广义相对论的角度来看，光速是恒定的。然而，上述基本粒子的内部运动机制是卷曲的传播光。也就是说，用广义相对论的话来说，空间是弯曲的;在某种意义上，它可以说是最简单的小黑洞。对于普通人来说，奇怪的是，正如我们所看到的，不是质量而是强电磁场导致了空间弯曲;然而，这符合我们的理论。

关于分形维数

根据上述理论需要，高维必须是分形的，系数为k，第五维系数k = 0.9781465420，第四维系数k = 0.9854075625，三维系数k = 1。为什么呢?这在物理学上留下了一个问题。

更新了以前强相互作用力的理论数据

根据我们的新中子模型而新的核模型［5]，核内的强相互作用力已在文献中计算[5］．由于我的粗心大意，这里面出了一个错误。由于原子核的结构是立体的，根据晶体学原理，原子核中的中子应该形成一个四面体致密堆积，质子应该与4个中子相互作用，而不是3个。这就是核结合的正确结果能源是,

结果令人满意。这与实际测量值2.23 MeV非常接近。

更新了以前奇点密度的理论数据

由于我们已经得到了新的质子半径，所以之前计算的大爆炸奇异密度应该更新为1.76753 × 10²⁴克/厘米^3.，是前值的5.69541倍[6］．

结论

证明电子和质子的等效半径为1.4089698 × 10⁻¹⁵M和7.6734895 × 10⁻¹⁹m,分别。中子半径仍为2.51620 × 10⁻¹⁵m.为了表达简单明了，将它们列示如下:

参考文献

1. 复旦大学《物理》教材编写组。人民教育出版社(第一版)，北京。1979;2:114。
2. 梅ZH型。精细结构常数作为物理背景LJRS中的一个纯几何数:自然而正式。2019; 19:59 - 62。
3. 梅ZH型。冯B.的理论:基本粒子质谱的预测和至少4维时空的置信度(上).物理天文学报。2017;5:126-32。
4. 梅ZH型。在物质世界中，电荷的绝对值只有一个。ISROJ。2019; 4:84-5。
5. 梅兆华，史建斌。冯氏理论(三):中子模型原子核力机制。物理学报，2018;
6. 梅ZH型。中子被压缩后:大爆炸。物理学报。2018;6:147-49。