第三章，第二节.中子是如何衰变为质子的?

2020-12-17 21:21阅读：

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第二节.中子是如何衰变为质子的?
我选择的第一个研究对象，是“中子（n）衰变为质子（p）的过程”。因为大量的科学实验已经证明，在W玻色子的作用下，中子（n）可以衰变为质子（p），这是物理学界公认的一种物理现象。
在美国能源部网站上，有一幅《基本粒子和相互作用的标准模型》示意图（图16），其中有一张小图，清晰地描述了中子衰变为质子的过程。于是，我就开始尝试运用自己的计算数据，对这个过程中的电荷结构变化进行分析。
第三章，第二节.中子是如何衰变为质子的?

（图16.中子衰变为质子的示意图）
根据

我的计算，上夸克、下夸克以及反粒子的电荷结构如下（参见第6-7组合方程)：
上夸克：2e+2e+（2/3）e+1g；反上夸克：2e+2e+（2/3）e +1g；
下夸克：4e+5e+(1/3)e + 2g；反下夸克：5e+4e+(1/3) e + 2g；
按照目前理论，中子的结构是

（1个上夸克，2个下夸克）。那么，中子电荷结构应该是：

	2e + 2e + (2/3)e
	4e + 5e + (1/3)e
	4e + 5e + (1/3)e
n	10e+12e + (2/3)e+(1/3)e+(1/3)e

在这个组合方程中，虽然上夸克携带的2/3e分数电荷，与两个下夸克携带的1/3负电荷可以相互抵消，显示为电中性。但是，如果中子的电荷结构是10个电子和12个正电子，即使在将分数电荷计算为一个电子，正负电荷的比值仍然是11:12，并不符合中子是电中性的判断。由于电荷结构并不稳定，非常容易衰变。所以，

结构也许只是中子的一种初始形态。那么，在中子衰变为质子的过程中，它的结构是如何变化的呢？经过计算：这个过程大致可以分为3个步骤。具体的说：
第一步，在W玻色子的作用下，上夸克和下夸克携带的分数电荷被分解组合并全部释放。其中的下夸克携带的2/3e分数电荷，分裂为2个(1/3)e分数电荷。其中的1个(1/3)e分数电荷，与下夸克的2个（1/3）e负电荷结合，生成了一个负电子并且被释放出来；而剩余的那个1/3e分数电荷（反渺子中微子），也被释放出来。这个过程可以简化为下列方程：
(2/3)e+(1/3)e+(1/3)e→ 1e+(1/3)e（释放）
第二步，W玻色子的巨大能量，迫使一个夸克的正负电荷相互转换。从4负5正变为5负4正，从下夸克变成了反下夸克。中子的结构也从

，变成

。中子的正负电荷比例，从12:10变为11：11。因为正负电荷平衡，所以中子呈现电中性。这种形态的中子，应该是普遍存在的。但是，由于中子包含一个反下夸克，所以结构并不稳定，不仅存在自发衰变，而且具有放射性。在外来激发能量作用下，会与其它中子产生链式反应----也就是核裂变。
中子结构形态的变化以及电荷数量的变化，可用下面的表加以说明：

	2e+2e+(2/3)e	-2/3e→ ↓		2e+2e
	4e+5e+(1/3)e	-1/3e → ↓		4e+5e
	4e+5e+(1/3)e	-1/3e → ↓		5e+4e
n	10e+12e	1e+(1/3)e↓	n	11e+11e

第三步，W玻色子吸收了那个反下夸克中的3个负电荷和2个正电荷，使反下夸克变成上夸克，中子衰变为质子。结构形态再从

，转化为

。质子的电荷总数减少为17个，正负电荷的比例为9：8。由于数量相等的8对正负电荷时会形成电中性，所以，人们观察到的质子，只显示一个正电荷。正因为如此，元素周期表中的每1个质子，都能吸引1个负电子。
计算的结果表明：在W玻色子的作用下，夸克的分数电荷被重新组合，或者被吸收，或者被释放；中子的结构从

转化为

，最后，中子衰变为质子，形成了稳定的

结构。由于中子比质子多6.33个电荷，因此，中子的质量要大于质子，计算结果完全符合当代物理对中子和质子结构的描述。
需要注意的是：在中子衰变的过程中，W玻色子不仅使中子的的电荷结构发生了变化，而且，自己的电荷数量也发生了相应变化。在吸收了5个电荷（3负2正）之后，电荷总数由原来的157080，变成了157085（78543e+78542e）。在正负电荷相互抵消显示为电中性的情况下，外部只显示1个负电荷。这说明：W玻色子的电荷数量有一定冗余度，可以在一定范围内波动，其形态可以在W-和W+之间相互转换。
中

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