核子间的夸克交换能
王为民
四川南充龙门中学
核子间的核力是一种夸克交换力(王为民力)
一般地说,核子的夸克交换能K比夸克的色电磁力大,它前面的符号与夸克的自旋状态有关。夸克的交换能V导致核子间的势能(王为民势):
V = ±K
当交换的一对夸克总自旋为零时,右边取正号。总自旋为1时取负号。
夸克交换能与夸克的自旋的关系并非来自夸克与夸克间的色相互作用,以为色相互作用与自旋无关。交换能的符号来自夸克波函数的对称性要求,来自夸克的全同性。
当交换的一对夸克总自旋为零时,自旋波函数反对称,空间波函数对称,能量的干涉项--交换能的符号为正。当交换的一对夸克总自旋为1时,自旋波函数对称,空间波函数反对称,能量的干涉项--交换能的符号为负。
用Ŝ 1和Ŝ 2表示两个夸克的自旋算符,总自旋Ŝ为
Ŝ = Ŝ1 + Ŝ2
自旋交换算符P为
P12 = Ŝ2/ħ2 - 1
夸克的交换能V导致核子间的势能
V = -KP12
一般情况下,K<0,当两个核子交换的一对夸克总自旋为零时,交换能下降,两核子间形成一个非常深的势阱,把核子束缚在一起形成王为民键,交换相同夸克形成一个王为民键。所以在质子和质子之间可以形成三个王为民键,同样在在中子和中子之间可以形成三个王为民键,而在质子和中子之间可以形成两个王为民键。
在某些特殊情况下,有可能K>0,夸克交换能使核子中的夸克自旋彼此平行,自旋磁矩沿一个方向排列,形成非常大的磁矩。
人类发现核力存在的时候,并不知道核力是怎样形成的.1935年,曰本物理学家汤川秀树提出,核力是核子间传递π介子的结果。事实上,汤川秀树将核力的研究引向了一条错误的道路。首先,核子内部没有π介子,当然,核子间就不可能传递π介子了。根据我的理论,核子间的核力是一种夸克交换力(王为民力)。这和氢原子通过交换一对电子形成氢分子的情况类似。在核子交换相同夸克形成王为民键,把核子束缚在一起,这就是核力的本质。