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超导与玻色爱因斯坦凝聚

(2017-04-28 11:50:03)
标签:

物理学

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                                             超导与玻色爱因斯坦凝聚
                                                            胡  良  
                                          深圳市宏源清实业有限公司                                      
摘要:低于某一温度,出现超导电性的物质可称为超导体。当导体没有电阻时,电流流经过该超导体时就不会发生热损耗.这样,电流就可毫无阻力地在导线中形成强大的电流,产生超强磁场。超导体的直流电阻率,在一定的低温下突然消失,又被称为零电阻效应。
  玻色爱因斯坦凝聚,当温度非常低时,原子的动能会非常小,导致原子(惯性体系)的内禀波长变大(频率变小),从而导致原子(惯性体系)的内禀质量变大;从而使原子之间的引力变大,导致原子出现量子叠加效应.或者说,当原子的动能非常小时,原子将集聚到能量最低的同一量子态。此时,其物质波的波长会变得越长,物质波达到基本完全相同的状态(其性质可由一个原子的波函数描述);而当温度为绝对零度时(热运动现象就完全消失),原子就会处于理想的玻色爱因斯坦凝聚态。 
  电子的自旋是电子的内禀运动。与电子自旋相联系的是电子的自旋磁矩。基本粒子是不可分割的,与物体自转(自旋角动量)的属性有所不同。基本粒子的自旋是一种内在的属性(内在的角动量),而其量值是量子化的。复合粒子也带有自旋,由组成粒子之自旋构成。
  
关键词:超导,弦论,能量,量子理论,相对论,光速,普朗克常数,光子,对称性破缺。
分类号:O412,O413
作者简介:总工,高工,专家,董事.QQ:2320051422@qq.com
                  
                 Energy constants theory

                         Hu Liang
  Shenzhen Hongyuanqing Industrial Co., Ltd, Shenzhen 518004, China

Abstract: Energy constant(with Hu expressed)
Dimension is L^(3)[L^(3)T^(-3)], is a physical constant, equivalent to the size of Vp *C^(3).Energy constants(Hu) is the smallest unit of energy, which is equivalent to the energy of elementary particles.
 Key words:String theory, Energy, quantum theory, relativity, light velocity,
 Planck 's constant, photon, symmetry breaking。
           
1引言
  低于某一温度,出现超导电性的物质可称为超导体。当导体没有电阻时,电流流经过该超导体时就不会发生热损耗.这样,电流就可毫无阻力地在导线中形成强大的电流,产生超强磁场。超导体的直流电阻率,在一定的低温下突然消失,又被称为零电阻效应。
  玻色爱因斯坦凝聚,当温度非常低时,原子的动能会非常小,导致原子(惯性体系)的内禀波长变大(频率变小),从而导致原子(惯性体系)的内禀质量变大;从而使原子之间的引力变大,导致原子出现量子叠加效应.或者说,当原子的动能非常小时,原子将集聚到能量最低的同一量子态。此时,其物质波的波长会变得越长,物质波达到基本完全相同的状态(其性质可由一个原子的波函数描述);而当温度为绝对零度时(热运动现象就完全消失),原子就会处于理想的玻色爱因斯坦凝聚态。 
  电子的自旋是电子的内禀运动。与电子自旋相联系的是电子的自旋磁矩。基本粒子是不可分割的,与物体自转(自旋角动量)的属性有所不同。基本粒子的自旋是一种内在的属性(内在的角动量),而其量值是量子化的。复合粒子也带有自旋,由组成粒子之自旋构成。

2光子,电子及质子的内涵
 光子,电子及质子是构成原子的基本单元。
 第一: 电子电荷的本质
 当能量的对称性在一维(X轴)空间破缺时,对于最小的能量单元(最小的惯性体系)来说,
量纲[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(0)]等价于[L^(3)T^(-1)]*[-L^(2)T^(-2)]*[-L^(1)T^(0)].
  这意味,量纲[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)],体现了动能属性.而量纲[L^(3)T^(-1)]*[-L^(2)T^(-2)],体现了负动能属性. 
  从另一个角度来看,当出现边界条件,[L^(1)T^(0)]=Lp时,一对光子可破缺转化为一对正负电子。
正电子(基本粒子)的量纲是[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)],体现正电荷属性,其大小是Hu/Lp。
 而负电子(基本粒子)的量纲是[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(2)T^(-2)]},体现负电荷属性,其大小是Hu/Lp。
从另一个角度来看:
  正电子的量纲是:[L^(3)T^(-1)]*{[L^(2)T^(-2)]*Lp}。其中,普朗克长度(Lp)的量纲是[L^(1)T^(0)],体现电子运动的内禀长度(波长λp),体现了电子的轨道半径(波尔半径)属性。正电子的量纲是[L^(3)T^(-1)]*{[L^(2)T^(-2)]*[Lp]},体现正电子电荷属性。
正电子的量纲又可表达为:[L^(3)T^(-1)]*{[L^(1)T^(-1)]*Lp}*[L^(1)T^(-1)],
或[L^(3)T^(-1)]*{[L^(1)T^(-1)]*Lp}*[f*λ]。其中量纲[L^(3)T^(-1)]*{[L^(1)T^(-1)]*Lp}体现了电子的自旋(体现了电子具有角动量),而电子的自旋标志其微观态的一个新的自由度,是电子在空间转动状态下特性的体现。由于电子的自旋,使得电子的运行速度小于光子。也就是说,电子的惯性空间:V>Vp,电子的三维空速度:S^(3)< C^(3)。对于基态的电子来说,V*S^(3)=Vp* C^(3)。其中S^(3)表达惯性体系的三维空间速度。
  负电子的量纲是[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(2)T^(-2)]*Lp}。其中,普朗克长度(Lp)的量纲是[L^(1)T^(0)],体现电子运动的内禀长度(波长λp),体现了电子的轨道半径(波尔半径)属性。负电子的量纲是[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(2)T^(-2)]*[Lp]},体现负电子电荷属性。
负电子的量纲又可表达为:[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(1)T^(-1)]*Lp}*[L^(1)T^(-1)],或[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(1)T^(-1)]*Lp}*[f*λ]。其中量纲[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(1)T^(-1)]*Lp}体现了电子的自旋(体现了电子具有角动量),而电子的自旋标志其微观态的一个新的自由度,是电子在空间转动状态下特性的体现。由于电子的自旋,使得电子的运行速度小于光子。也就是说,电子的惯性空间:V>Vp,电子的三维空间速度:S^(3)< C^(3)。对于基态的电子来说,V*S^(3)=Vp* C^(3)。
 电子的自旋是电子的内禀运动。与电子自旋相联系的是电子的自旋磁矩。基本粒子是不可分割的,与物体自转(自旋角动量)的属性有所不同。基本粒子的自旋是一种内在的属性(内在的角动量),而其量值是量子化的。复合粒子也带有自旋,由组成粒子之自旋构成。可见,不同的基本粒子,具有不同的自旋属性。
  换句话说,对称性破缺是电子具有内禀自旋的原因,电荷的本质与电子内禀自旋相关.正是电子的内禀自旋使得电子与光子的属性具有了本质的区别.
 第二:质子电荷的本质
当能量的对称性在二维(X轴Y轴)空间破缺时,对于二个惯性体系来说,质子(基本粒子)的量纲是[L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]。量纲[L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]体现正核电荷属性。
  而负质子(基本粒子)量纲是[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(1)T^(-2)]}。量纲[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(1)T^(-2)]}体现负核电荷属性。
 从另一个角度来看, 当出现边界条件,[L^(2)T^(0)]=Sp时,一对电子可破缺转化为一对正负质子。
正核电荷的量纲是:[L^(3)T^(-1)]*{[L^(1)T^(-2)]*Sp}.其中,普朗克面积(Sp),量纲是[L^(2)T^(0)],体现正核电荷的运动的内禀方位角。其大小是Hu/Sp。
量纲[L^(3)T^(-1)]*{[L^(1)T^(-2)]*[Sp]}体现正核电荷属性。
而负核电荷的量纲是:[L^(3)T^(-1)]*{[-L^(1)T^(-2)]*Sp},其中,普朗克面积(Sp),量纲是[L^(2)T^(0)],体现负核电荷运动的内禀方位角。其大小是Hu/Sp。
量纲[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(1)T^(-2)]*[Sp]}体现负核电荷属性。 
  质子的量纲又可表达为:[L^(3)T^(-1)]*{Sp*[L^(0)T^(-1)]}*[L^(1)T^(-1)],
或[L^(3)T^(-1)]*{Sp*[L^(0)T^(-1)]}*[f*λ]。其中量纲[L^(3)T^(-1)]*{Sp*[L^(0)T^(-1)]}体现了质子的自旋(体现了质子具有的角动量),而质子的自旋标志其微观态的一个新的自由度,是质子在空间转动状态下特性的体现。由于质子的自旋,使得质子的运行速度远小于光子。也就是说,质子的惯性空间:V>Vp,质子的三维空间速度:S^(3)< C^(3)。
 换句话说,对称性破缺是质子具有内禀自旋的原因,电荷的本质与质子内禀自旋相关.正是质子的内禀自旋使得质子与光子的属性具有了本质的区别.
  而质子是在二维空间破缺,电子是在一维空间破缺 ,因此质子的内禀自旋与电子的内禀自旋有所不同,也使得质子与电子的属性具有了非常大的区别.
第三:中子及中微子的本质
当能量的对称性在三维(X轴Y轴Z轴)空间破缺时,中子(基本粒子)的量纲是[L^(2)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]*[L^(3)T^(0)];反中子的量纲
是{-[L^(2)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]}*[L^(3)T^(0)];
其中,量纲[L^(2)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]体现磁场北极属性;
量纲{-[L^(2)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]}体现磁场南极属性。
 从另一个角度来看,当出现边界条件,[L^(3)T^(0)]=Vp时,一对质子可破缺转化为一对正反中子。
其大小是:Hu/Vp  。量纲[L^(2)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]体现电荷中性。
从另一个角度来看,当出现边界条件,[L^(3)T^(0)]=Vp时,一对质子也可破缺转化为一对正反中微子。量纲其大小是:Hu/Vp 。[L^(1)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]体现电荷中性。
 或者说,当能量的对称性在三维(X轴Y轴Z轴)空间破缺时,中微子(基本粒子)的量纲是[L^(1)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(3)T^(0)];反中微子(基本粒子)的量纲是{-[L^(1)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]}*[L^(3)T^(0)];
3  超导与玻色爱因斯坦凝聚
  当光子照射一个惯性体系时,光子有可能被该惯性体系吸收或被该惯性体系散射.
  当一个光子被该惯性体系吸收时,该惯性体系能量也相应地增加了一个光子对应的能量,该惯性体系也成为另一个惯性体系.
 光子被该惯性体系散射时,体现了康普顿散射(或康普顿效应),光子跟该惯性体系相互作用,因减少动能而导致波长变长的现象,相应的该惯性体系增加动能.该惯性体系仍然是原来的惯性体系,只是其动能发性了变化.
  对于N个基本粒子组成的惯性体系来说,当其对称性没有破缺时,其量纲也是:
{[L^(1)T^(0)]*[L^(1)T^(-1)]}*{[L^(1)T^(0)]*[L^(1)T^(-1)]}*
{[L^(1)T^(0)]*[L^(1)T^(-1)]};而其大小是:Vn * S^(3)。该惯性体系拥有的惯性空间,量纲是[L^(3)T^(0)],大小用Vn表达;该惯性体系拥有的三维(X轴Y轴Z轴)空间速度,量纲是[L^(3)T^(-3)],大小用S^(3)表达;该惯性体系含有的基本粒子总量,用N表达。
此外:Vn≧Vp;   S^(3)≦C^(3); S^(1)≦C .
  可见,惯性体系能量大小是: [L^(3)T^(0)]*[L^(3)T^(-3)],
  即:Vn *  S^(3)= [Vp* C^(3)]* N 。
而: S^(1)=fn*Ln (  S^(1)=f*λ),其中, S^(1)表达该惯性体系在真空中的最大一维空间速度;fn表达该惯性体系的最大频率(内禀属性);λn表达该惯性体系的最小波长(内禀属性);Vn* S^(2)表达了该惯性体系的内禀的普朗克常数(用hn表达),是该惯性体系内在的惯性时钟,是一个常数.f表达该惯性体系的频率;λ表达该惯性体系的波长。
  由于,Vn * S^(3)=Vn * S^(2)* S^(1),Vn * S^(3)=[Vp* C^(3)]* N  ,可见 
  hn=Vn* S^(2)=  {[Vp* C^(2)]*[C^(1)/ S^(1)]}* N ,
即:hn= Vn* S^(2)=h*[C^(1)/ S^(1)]* N ,可见: hn≧h.这意味hn体现了宏观的惯性体系的不确定性原理的效应较弱。hn是该惯性体系内禀的普朗克常数,是该惯性体系的惯性时钟。
   此外:E=[λ*λn *S^(1)]*{[λn^(2)/λ^(2)]* S^(2)}*λ.
其中,该惯性体系的质量是:[λ*λn*S^(1)];
该惯性体系的动能是:[λ*λn*S^(1)]*{[λn^(2)/λ^(2)]*S^(2)},
其大小等价于:[Vn * S^(3)]/λ。
例如1:一杯水,就是由水分子(惯性体系)聚集而成,当光照射水分子时,由于康普顿散射(或康普顿效应),水分子的动能增加,体现为水的温度增加,体现为水分子(惯性体系)的内禀波长变小(频率变大).
  由于水分子(惯性体系)的内禀波长变小(频率变大),导致水分子(惯性体系)的内禀质量变小;从而使水分子之间的引力变小,导致液态水变成水蒸汽.
  例如2:超导现象,当低于某一温度,出现超导电性的物质可称为超导体。当导体没有电阻时,电流流经过该超导体时就不会发生热损耗.这样,电流就可毫无阻力地在导线中形成强大的电流,产生超强磁场。超导体的直流电阻率,在一定的低温下突然消失,又被称为零电阻效应。
  这是由于当温度降低时,导致分子(惯性体系)的内禀波长变大(频率变小),从而导致分子(惯性体系)的内禀质量变大;从而使分子之间的引力变大,导致分子出现量子叠加效应,导致电子重叠,从而出现超导现象.可见,当温度足够低时,任何物质都能够出现超导现象.
 例如3:玻色爱因斯坦凝聚,当温度非常低时,原子的动能会非常小,导致原子(惯性体系)的内禀波长变大(频率变小),从而导致原子(惯性体系)的内禀质量变大;从而使原子之间的引力变大,导致原子出现量子叠加效应.或者说,当原子的动能非常小时,原子将集聚到能量最低的同一量子态。此时,其物质波的波长会变得越长,物质波达到基本完全相同的状态(其性质可由一个原子的波函数描述);而当温度为绝对零度时(热运动现象就完全消失),原子就会处于理想的玻色爱因斯坦凝聚态。 

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