解析电荷守恒定律的本质

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在物理学里,电荷守恒定律是一种关于电荷的守恒定律。电荷守恒定律有两种版本,“弱版电荷守恒定律”(又称为“全域电荷守恒定律”)与“强版电荷守恒定律”(又称为“局域电荷守恒定律”)。弱版电荷守恒定律表明,整个宇宙的 总电荷量保持不变,不会随着时间的演进而改变。注意到这定律并没有禁止,在宇宙这端的某电荷突然不见,而在宇宙那端突然出现。强版电荷守恒定律明确地禁止 这种可能。强版电荷守恒定律表明,在任意空间区域内电荷量的变化,等于流入这区域的电荷量减去流出这区域的电荷量。电荷为何守恒呢?其实,电荷守恒的本质是由基本粒子的结构决定的。
基本粒子是相互绕转的两个半元电荷,其遵循的规律是:M^2R=Q,其中,M是基本粒子的质量、R是基本粒子的空间半径、Q是常数。现有理论的其他所谓的基本粒子都是由基本粒子组合而成的,单独的半元电荷是不存在的,也就是说,基本粒子存在三种形式:正元电荷基本粒子、负元电荷基本粒子和中性基本粒子。正元电荷基本粒子带一个元电荷的正电量、负元电荷基本粒子带一个元电荷的负电量、中性基本粒子,正、负半元电荷平衡,虽然不显电性,本质上也是带一个元电荷的电量。也就是说,一个基本粒子带一个元电荷的电量。这一结论被美国物理学会2022年冬季学术交流会议录用,录用截图摘要如下:
由基本粒子的组成可以看出:基本粒子的质量可以改变、空间半径也可以改变,但是基本粒子质量的平方与基本粒子空间半径的乘积始终不会改变。
在宇宙的演化过程中,不论宇宙中的物质发生怎样的变化,也就是说,宇宙或许局部会出现带正电的物质,或出现带负电的物质,但是,一般情况下宇宙整体是呈现中性的,退一步说,即使宇宙不呈现中性,宇宙的基本粒子总数不会改变。
基本粒子是宇宙最稳定的结构,是永恒不变的存在。不论宇宙大的不可想象,还是小的不可琢磨(奇点),也就是说,即使正元电荷基本粒子、负元电荷基本粒子和中性基本粒子中的半元电荷发生交换、重新组合,但是三种基本粒子的总和永远也不会改不。
既然一个基本粒子带一个元电荷的量,而基本粒子的数量是守恒的,那么电荷一定是守恒的,这就是电荷守恒定律的本质。