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暗物质构筑物理学天文学新框架95-威尔逊云室中的粒子

已有 826 次阅读 2023-3-27 19:16 |个人分类:暗物质构筑物理学天文学新框架|系统分类:科研笔记

威尔逊云室中的粒子

威尔逊云室是英国科学家威尔逊(C.T.R.Wilson)1911年发明的一种仪器。尘埃或离子通过水蒸气时,会以它们为中心凝结成一串水珠,并在粒子通过之处形成一条清晰可辨的轨迹。威尔逊云室可以用来研究电子和其它粒子碰撞的情况,结果发现电子的表现完全符合经典粒子的规律。捕捉电子位置的仪器也早就有了,电子在感应屏上,总是激发出一个小亮点。哪怕是电子组成衍射图案,还是一个一个亮点堆积起来的。

威尔逊云室表明无论你观测与否,电子都是个粒子,电子的运动轨迹也不是波动的,是完全符合宏观物质的运动规律。实际上,微观粒子没有什么特别,单个粒子运动都不是波动的。威尔逊云室记录的粒子轨迹并不比任何空中漂浮尘埃的运动轨迹复杂。

无论你采用任何方法记录微观粒子的运动轨迹,都可以发现所有微观粒子的运动与宏观物质没有任何本质区别。尤其是对粒子进行任何的动力学分析,都离不开经典力学。另外,完全可以用经典力学描述粒子的动力学行为,比如直线运动,回旋,碰撞等。

威尔逊云室为单个粒子轨迹的记录开创了先河,可以明确微观粒子的运动轨迹是确定的,你永远不会发现粒子任何一次脱离运动轨迹。这与宏观的弹道一样,子弹也从来不会脱离运动轨迹。微观粒子的空间概率模型与子弹的空间概率模型没有任何区别。

微观粒子时时刻刻与场态粒子通过不断吸收并释放电磁波交换能量而相互作用,不能因为这种作用十分复杂,就认为经典力学不适用。如果是这样,经典力学也不适用与在空气中飘散的尘埃,也无法确定要投出硬币的正反面,更无法确定要掷出的色子点数。子弹的轨迹影响因素更多,不同的枪、不同的人、不同的环境概率模型都会发生改变。

实际上,质量较大的物体或质点,相对于主要动力学因素,那些干扰的动力学因素影响更小,甚至能够小到可以忽略的程度。而质量极小的微观粒子,不仅受到显态粒子的诱导震荡作用,同时也会时时刻刻受到场态粒子的诱导震荡作用。这种作用频繁且没有规律,因此很难进行像宏观物质那样精准的力学分析。并且空间概率分布模型也比宏观的发散,但即使空间概率分布模型发散,微观的概率分布模型也与宏观的概率分布模型没有任何本质区别。

另外,电场和磁场中的微观粒子,都可以提前预测其速度、位置和轨迹。这是由于强大的电场力和磁场力远大于场态粒子对微观粒子的作用力。这与宏观没有区别,主要的作用力明确,微小的干扰力很难影响其动力学特性。因此可以轻松预测其速度、位置和轨迹。一旦没有任何主要作用力主导,那么微小的并不断累积的干扰力就控制了一切,严重影响其动力学特性。漂浮的尘埃、飘落的雪花、飞舞的蒲公英、飞落的树叶、四溅的飞沫等太多的宏观物质也充满着太多的不确定性。

所谓的高速运动或微观世界,都是因为微观粒子时时刻刻与场态粒子通过不断吸收并释放电磁波交换能量而相互作用,所谓概率与低速运动或宏观事件的概率没有任何本质区别。

总之,威尔逊云室中的粒子运动轨迹完全符合宏观物质的运动规律,没有任何一次跑到轨迹以外,粒子根本就不是波动的。威尔逊云室中的任何粒子并不比漂浮的尘埃、飘落的雪花、飞舞的蒲公英、飞落的树叶、四溅的飞沫的运动轨迹复杂。微观粒子没有什么特别,单个微观粒子的运动轨迹完全可以用经典力学描述,比如直线运动,回旋,碰撞等。而且单个粒子动力学计算也永远摆脱不掉经典力学的计算方法。并且微观粒子的基本方法还是基于“碰撞”,关于粒子的碰撞依然使用经典力学,即动量和能量守恒。实际上,宏观物质是由若干微观粒子构成,不要把微观粒子神秘化。

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