关于真空能物理实质的讨论

真空能的物理本质就是信息态能量，这是在宇宙中普遍存在的衣源能量真空能的提取有两种基本方式：一是利用暗能量粒子的高速旋转，直接把虚空间的真空能抽取过采变为物质能流；一是对电磁物质所舍的单奇子进行电磁压缩，使实态单奇子的时间缩短、虚态时间延长而释放真空能。     

运动体尺缩时延研究进展

从1892年到1904年,H.Lorentz假设动体的长度缩短和时间延缓,以便解释Michelson-Morley实验。1905年及1952年A.Einstein各给出了关于长度缩短的推导,但这些相对论性长度缩短存在逻辑矛盾。Lorentz理论是说,静止在以太中的物体的长度和相对以太运动的物体的长度有这种关系。但在狭义相对论(SR)中对物理现象的相互性看法造成长度缩短一事有多个佯谬(悖论)。这是因为SR的逻辑基础是相对运动,会造成原理上的悖论。实际上没有任何关于长度缩短理论的实验证明。在Lorentz理论中,时间延缓由动体的绝对运动引起。相对于静止的时钟,绝对速度大的时钟变慢;这是Lorentz以太论中的时间延缓。但在SR中用动体相对速度取代绝对速度,情况完全不同。Einstein是以不同观察者参考系的相对运动取代观察者与以太的关系,来解释长度缩短和时间延缓。因而产生了许多悖论质疑SR的自洽性,最著名的是P.Langevin于1911年提出的双生子佯谬。物理学定律之一的相对性原理从任意惯性系看来的一致性最先由H.Poincarè推介,而Lorentz变换(LT)体现该原理,但H.Lorentz于1904年发表的相对性思想是在以太存在性之下得出的。1905年Einstein发表了著名论文,其中有一个公设——光速不变性原理,由此认为不需要以太,亦即用不着一个优先的参考系。后来的讨论总包含下述问题:Einstein的狭义相对论(SR)和改进的Lorentz理论(MOL),哪个更好地描述自然界?这两者的主要区别在于,SR认为所有惯性系都是平权、等效的,而MOL认为存在优先的参考系。多年来的众多研究讨论显示,SR存在逻辑上的不自洽,亦缺少真正确定的实验证实。由此可以理解欧洲核子研究中心(CERN)的著名科学家John Bell在1985年所说的话:"我想回到Einstein之前,即Poincarè和Lorentz"。值得注意的是,SR无法解释近年来出现的研究成果——引力传播超光速和量子纠缠态传播超光速,而MOL却能解释。现在相对论理论体系面临改革,各方面的力量正推动这一改革。有若干新理论值得研究,例如改进的Newton力学(MOND);改进的Galilei理论(即推广的Galilei变换GGT);改进的Lorentz理论(MOL)。如果我们接受MOL,从现代观点看"新以太"是什么?本文认为是有量子特性的物理真空媒质。近年来,在我们的研究工作中已不把"真空中光速c"当作一个恒定不变的概念。     

用Madey定理导出常参数和变参数S-P型FEL的小信号增益公式

在一维单粒子理论的框架下，基于相对论Lorentz运动方程，用Madey定理导出了S－P型FEL在常参数和变参数两种情况下的小信号增益公式，说明了Madey定理既适用于常参数情况，也适用于变参数情况。     

能量守恒的悖论与辨析

对宇宙间最小的超微观物质粒子——单奇子的特性进行了分析,指出单奇子的虚、实两态性是造成物质粒子波粒二象性和量子纠缠现象的根本原因,单奇子的正、反、虚、实过度互变是时空对称性破缺的根源,单奇子实态向虚态的不同程度的转换则奠定了超光速运动的能量基础并揭示了信息态能量(即真空能)的物理实质。在对信息态能量开放的物质体系内,由于信息态能量的渗入,经典的能量守恒定律不再成立。任何提取真空能的物理过程最终都可归结为对单奇子的信息态能量的提取和利用,都是以产生信息态能量为前提的。只要采取措施,使单奇子的实态时间缩短、虚态时间延长,就可获得信息态效应能量——真空能。     

狭义相对论的公设与变换

本文注意到真空中的光速在狭义相对论里的重要作用,以光速为基准定义1种无量纲速度,从狭义相对论的两个公设出发,直接导出 Lorentz 速度变换,然后由它导出其它变换。     

boost变换与自旋1/2的粒子

<正> 近几年来,在相对论量子理论中,较广泛地使用一种所谓“boost”变换,这种变换是将四维空间中静止粒子的波函数变换为具有确定动量运动的波函数。因此,它对与动量有关的物理量有较为简明的特点。boost 变换虽然属于正常顺时 Lorentz 变换,但并不是 Lorentz群的一个子群,然而有些作者,却将它与 Lorentz 速度变换混为同一变换,这是不恰当的。本文将在四维动量空间中建立 boost 变换,并结合自旋1/2的粒子讨论它的一些基本性质。     

低速运动粒子相对论量子能级的讨论

在考虑了相对论质能关系后,低速运动粒子在三个典型势场中的哈密顿量加入了微扰项,本文对其能级进行修正,得出了能级一级修正的准确解,对于更好的理解相对论质能关系和定态微扰理论有一定的指导意义。     

电磁波相位是Lorentz标量

电磁波相位的不变性,是相对论时空性质的重要结果。由此可以得到四维波矢量ku,进而阐明相对论的多普勒效应及光行差现象,本文直接利用作为相对论时空坐标变换的Lorentz变换式,严格证明了电磁波相位是Lorentz标量。     

“相对论性量子力学”是否真的存在

"相对论和量子力学是互相对立的",这句话曾出现在联合国教科文组织的《世界科学发展报告》之中;许多著名物理学家对此也有类似的阐述。然而有一种流行的看法认为:在早期已有P.Dirac创建了相对论性量子力学,并且它优于E.Schr?dinger提出的非相对论性量子波动力学。许多人认为Schr?dinger方程(SE)只能在低速(v?c)条件下使用,而Dirac方程(DE)才是无此限制的方程,因而更加精确。也有人认为,量子场论(QFT)已经实现了狭义相对论(SR)与量子力学(QM)的融合。本文认为上述观点似是而非,实际上是错误的。SE在分析处理光纤方面的成功,证明它能用于由光子扮演主要角色的物理过程,而光子却不是什么低速粒子。计算数据已证明SE的高精确性和应用上的广泛性。至于DE,它的推导虽非像SE那样直接从Newton力学出发,但也不是真正使用了SR的时空观和世界观。DE推导源于有关质量的两个方程——质能关系式和质速关系式,但它们均可由相对论力学出现前的经典物理推出;并且在事实上质能关系式在1900年即由H.Poincarè提出,质速关系式在1904年由H.Lorentz提出;因此,实际上DE的推导并非从相对论出发。既然DE与SR并无必然的联系,说它"代表SR与QM的结合"即不可接受。其实SE与DE只是两个不同的波方程,各有特点,都可应用;但两者的关系并非互不相容。本文指出Dirac的科学思想有其发展变化过程,晚年时他反复强调"要使相对论和量子力学一致存在真正的困难",而包括量子电动力学在内的QFT的成功"极为有限",根本不足以描述自然界。S.Weinberg其实早就看到理论物理学有大问题,例如对Lorentz变换不变性的要求根本不是QM能够满足的。可以说,几十年前使Dirac"伤透脑筋"的问题(无法使相对论与量子理论融合一致)今天仍然存在,而这是理论物理学陷入迷茫的重要原因之一。     

量子力学不是相对论的必然结果

根据微观粒子的波粒二象性建立起来的量子力学是特殊的物理理论。它是以特殊的物理假设作前提的。高能粒子的量子力学应当满足相对论的要求。但离开根据粒子的波动性所作的物理假设,想用纯数学的方法从相对论推出量子力学,并断言“量子化现象是时间空间的相对论式结构的必然产物”,是值得商榷的。     

用洛仑兹变换求Dirac方程一般解

一般量子力学专著在求解这个方程时,大多采用直接计算矩阵的方法。这种解法在显示Dirae方程的相对性协变的特征上不够明显,且计算比较繁琐。既然Dirac方程具相对论洛仑兹变换不变性,我们可以先在相对粒子静止的参照系中解得动置为零的简单的Dirac方程的解,然后通过纯洛仑兹变换,得到自由粒子的一般解。这种解法物理步骤分明、物理概念清晰,明显地显示Dirac方程的相对论协变性。采用后一种解法的专著不多但这些专著阐述这种解法时或失之过分简单、或只讨论简单的特殊情况后加以推广,或符号混乱,使人难于正确了解整个求解过程。本文从最普遍的纯洛仑兹变换出发,对这一解法作系统地阐述,并在必要处详加物理诠释。     

理想量子气体高温条件下的相对论熵变

在理想量子气体和相对论概念的基础上 ,根据相对论的态密度和量子统计的粒子数密度、能量密度的结论 ,通过严格的理论推导 ,得出理想量子气体在高温条件下的相对论性的状态方程、热容量以及等压、等容、等温三种过程的熵变 ;并将经典理想气体、非相对论理想量子气体、相对论理想量子气体在高温条件下的熵变相比较 ,指出非相对论理想量子气体与经典理想气体的差异在于描述微观体系的波涵数的对称性 ,相对论理想量子气体与非相对论理想量子气体的差异在于相应的态密度的不同 ;阐明高温条件下相对论理想量子气体的熵变在量子统计领域中的先进性以及对聚变核反应中高温电子气的应用前景     

相对论性粒子系统及其动量中心系

牛顿力学中引用系统的质心和质心系;而相对论力学中有的引用动量中心系[1],也有引用质心系[2],本文通过这几个物理概念的阐述和比较,目的在于进一步理解它们的物理意义,了解它们在高能粒子碰撞过程中的应用。     

对狭义相对论的研究和讨论

本文提供了相对论发生、发展的背景.物理学定律之一的相对性原理从任意惯性系看来的一致性最先由H.Poincarè推介,而Lorentz变换(LT)体现该原理,但H.Lorentz于1904年发表的相对性思想是在以太存在性之下得出的.1905年Einstein发表了著名论文,其中有一个公设--光速不变性原理,由此认为不需要以太,亦即用不着一个优先的参考系.后来的讨论总包含下述问题:Eimtein的狭义相对论(SR)和改进的Lorentz理论(MOL),哪个更好地描述自然界?这两者的主要区别在于,SR认为所有惯性系都是平权、等效的,而MOL认为存在优先的参考系.多年来的众多研究讨论显示,SR存在逻辑上的不自洽,亦缺少真正确定的实验证实.由此可以理解欧洲核子中心(CERN)的著名科学家John Bell在1985年所说的话:"我想回到Einstein之前,即Pioncatè和Lorentz".值得注意的是,SR无法解释近年采出现的研究成果--引力传播超光速和量子纠缠态传播超光速,而MOL却能解释.本文强调讨论科学问题必须冷静客观、实事求是;认为相对论体系面临重大变革,而来自各方面的力量正在推动这一变革.     

五维对称性理论

把狭义相对论与量子论相结合,建立了五维弧元不变方程,导出五维坐标变换式,创立了五维守恒定律和五维对称性。重新定义了真空、光子、粒子等重要概念。给出四维空间、五维空间、波粒二象性的直观图景。     

非相对论麦氏分布等离子体介质磁导率的分析

等离子体作为物质的第4态，与一般物质有着不同的特性，尤其是电磁性能更为复杂。本文研究非相对论麦氏分布等离子体介质的磁导率。在导出非相对论麦克斯韦粒子分布情况下的介电常数后，根据Silin提出的各向同性等离子体中磁导率与介电常数的关系，数值计算频率一波数空间的磁导率。结果表明，等离子体磁导率在频率一波数空间的分布与粒子密度及其温度有关。     

超光速佯谬和中微子

爱因斯坦的狭义相对论和因果原理意味着任何运动物体的速度不能超过光在真空中的速度。然而，有许多讨论超光速运动粒子的尝试，这些讨论或者是在狭义相对论的框架下进行的，或者是超越了狭义相对论。这些讨论都遇到一系列难以克服的困难，即“超光速佯谬”。文中详细分析了这种佯谬，并证明它在与狭义相对论兼容的量子理论中显然是不出现的。在实在世界中，中微子最可能是一种超光速粒子。     

理想量子气体高温条件上对论熵变

在理想量子气体和相对论概念的基础上,根据相对论的态密度和量子统计的粒子数密度、能量密度的结论,通过严格的理论推导,得出理想量子气体在高温条件下的相对论性的状态方程、热容量以及等压、等容、等温三种过程的熵变;并将经典理想气体、非相对论理想量子气体、相对论理想量子气体在高温条件下的熵变相比较,指出非相对论理想量子气体与经典理想气体的差异在于描述微观体系的波涵数的对称性,相对论理想量子气体与非相对论理想     

超形变核态的相对论对称性研究

相对论对称性在原子核的壳层结构及其演化中扮演重要角色.探讨超形变核态的相对论对称性,利用相对论平均场理论计算超形变核态的结合能、单粒子能级,提取单粒子能级的自旋和赝自旋能量劈裂,分析这些能量劈裂与原子核形变及自旋和赝自旋双重态量子数间的关系,进而研究超形变核态的自旋和赝自旋对称性及其随形变变化的规律,结果表明超形变核态的自旋和赝自旋对称性与双重态量子数和形变都相关.     

高温高密核物质形态研究专题·编者按

<正>相对论重离子碰撞物理是研究核物质在高温高密度极限时的物质科学,它与粒子物理、核天体物理和宇观物理等紧密相关,是重大科学目标与高技术相结合的制高点.在高能重离子对撞实验中,形成了一个类似宇宙大爆炸初期的极端高温、高密的物质环境,是研究物质起源、寻找奇特粒子态和反物质的理想场所.这方面的研究是当今物质科学的重要科学前沿.目前普遍认为,宇宙诞生于一次源于极小体积但是具有致密能量的大爆炸.在