中微子的结构与性质—探索微观世界之谜

宇宙研究网网站站长   吴东敏

1956年，美国物理学家莱茵斯（Reines）和柯万（Cowan）等人第一次通过实验直接探测到中微子的存在。之后60多年的继续探索中，科学家们分别从来自超新星爆发，太阳，核反应堆及其它地表大气实验中检测到中微子的存在，发现了较大的缪（μ）中微子和更大的陶（τ）中微子。

中微子是携带微小质量，不携带电荷的中性粒子，由于其质量极其微小，几乎不与其它粒子发生作用，因此不容易被科学仪器直接探测到，被科学家称为“鬼粒子”。

本人最近十多年的科学研究和总结中，从设计电子的内部结构模型时开始，创立了“二粒三构”理论学说，于2011年初版《宇宙的真谛》一书。对中微子的结构与性质及其在空间中的存在状态和微观世界的空间结构，简述如下，希望能给从事前沿科学实验研究的科学家提供参考，并与广大科学爱好者共同分享：

在二粒三构理论中，携带负电的光粒子表面吸附了大量携带正电的以太粒子，使整体呈电中性，成为中微子，其中质量引力和库仑引力使中微子成为较为稳定的粒子。中微子尺度约为10^-22-10^-23米（0.1-0.01仄米数量级），密度约为2.898亿吨/立方厘米。中微子的尺度与原子（尺度10^-10m）相比，相当于芝麻（尺度3×10^-3m）与太阳（尺度1.392×10⁹m）之比相差万亿倍；中微子比质子小1亿倍，比电子小1千万倍。

在二粒三构理论中，粒子自旋角速度由它的荷质比的大小来决定，因为中微子的荷质比等于零，所以它是不自旋的粒子。关于粒子自旋与天体自转的力学原因，在我的《宇宙的真谛》讲座中，已经作了说明。

中微子的速度，通常人们总认为与光速相同，其实不然。太阳内部的核聚变在光球层底部聚集了大量的光粒子，由于色球层以太物质的阻挡，光粒子间距特小，形成巨大的库仑斥力，它们被迫排列成光子链开始从光球层向色球层，日冕层，外太空辐射，辐射全波段各种波长的光。核反应生成数量很大的以太粒子团粒结构也向光球层，色球层，日冕层推进，从冕洞里逃逸出来形成以太泡沫结构向太空扩散。同时，在厚度2000多公里的色球层和300多万公里的日冕层里有大量的正微子（光粒子吸附了数量较多的以太粒子后携带正电的微子）和中微子形成，它们也与以太粒子一起，都能从冕洞中高速逃逸出来。少量电子，质子，α粒子（氦核）以致于形成氢原子氦原子也能从冕洞中出来，它们共同构成“持续太阳风”，太阳风的速度只有800-1000公里/秒（或0.8-1毫米/纳秒），藏在太阳风里的大量中微子由于动量太小，与探测器的传感探头的作用太微弱，科学家很难用现有的仪器探测到它们，这曾经成为“太阳中微子失踪案”。一部分中微子被地球大气或地表物质中的原子核和电子的牛顿引力吸收；另一部分中微子与电子或核子中的电子发生较为激烈的碰撞，表面失去部分以太粒子后成为负微子，它们在库仑斥力的作用下被散射或多次散射，速度降至很低，极小的动能传递给以太泡沫，失去动能以后滞留在以太泡沫之中处于振动状态，与以太泡沫结构相对静止的中微子立即吸收了周围的以太粒子后，重新变成稳定的中微子。空间以太泡沫结构中的正微子，中微子与少数负微子，不存在辐射机制，它们通常处于相对静止的热振动状态，与地球大气一起跟随地球自转。

中微子是构成磁场的物质，但没有磁性，任何单独的微观粒子均不具有磁性，宇宙中不存在“磁单极子”。在二粒三构理论中，揭示了光电磁热的本质，中微子正微子负微子的混合物称为电磁以太物质。一群微观粒子（电磁以太）的无序运动（无规则振动）形成“热”；有序运动（转动或者平动）形成“磁”；磁力的本质是大批粒子之间的牛顿引力。磁现象与热现象是电磁以太物质群体运动形成的物质现象，其强度与粒子总质量，速度或振幅的大小有关。太阳风沿太阳自转的切线方向飞出构成旋涡状磁结构向太空扩散直接到达地球，形成地球磁层。尺度为数百公里到上万公里的太阳“黑子”是核反应的废料以太团块形成的旋涡状结构，其内部包含有大量的光粒子，电子，核子团块，爆发时形成耀斑和磁暴，强烈的光电磁物质辐射形成“扰动太阳风”，磁暴产生大量的与光速相同的中微子辐射，在辐射过程中发生振荡，形成质量较大的中微子，才有可能于1998年被日本超级神冈探测器探测到。

许多中微子聚合成较大的稳定型的中微子现象，科学家美其名曰：中微子振荡现象。1985年，美国的史沫莱（Smalley）与英国的克罗脱（Kroto）首次制得由60个碳原子构成的足球烯（C60），又叫富勒烯。同理，人们想到由许多个中微子构成的结构，它们由于极高密度极小间距而具有超强引力，形成更大的稳定结构，其物理性质与基本的中微子相同，但具有更大的质量。与富勒烯类似，性质相同质量不同的中微子具有多种“味”，而不仅仅是缪中微子和陶中微子。中微子振荡的力学原因，是因为两束中微子接触时，由于万有引力而聚合成质量更大的中微子；这种接触只能是沿同一方向运动，慢慢靠拢，轻轻地接触。如果快速接触，如此高密度粒子的碰撞力是很大的，会使中微子表面失去一些以太粒子成为负微子，两个负微子由于库仑斥力不但不会聚合，而且会迅速飞开。中微子振荡实验采用的中微子束流应具备四个条件，否则效果不好。1，束流的强度要大，即每立方米所含有的中微子数要足够多。2，束流速度要大，接近光速为好，速度大的中微子其横向振幅小，才能与其它中微子聚合。3，两束中微子的混合角度要小，达到慢慢靠拢，轻轻接触，避免碰撞。4，束流的基线要足够长。如果短了，就没有足够的时间聚合成较大的中微子。核裂变反应堆，大型强子对撞机周边的中微子能流密度高，速度快，只要基线足够长，适合做中微子振荡实验。基线尺度有数公里以下，也有数十数百公里以上，欧洲核子中心（CERN）地下实验室到意大利格兰萨索实验室的基线长732公里，太阳中微子实验基线长15000万公里。2001年，加拿大萨德伯里天文台发现三种中微子振荡现象，它们应该是扰动太阳风与持续太阳风长基线混合产生的振荡现象。

空间中的中微子，正微子，负微子之间在不同的环境里会发生互相变换，它们之间的存在比例处于不同的动态平衡之中。中微子正微子失去表面的部分以太粒子会变成负微子，负微子中微子在以太粒子丰富的环境中会变成正微子。光辐射被浓密的云层或物质吸收以后，光粒子吸收周边的以太粒子后变成负微子。在地球大气层内通常的空间中，存在浓密的以太泡沫，所以负微子存在的比例较小。一部分中微子正微子作为电子电场磁场的旋涡物质被携带，电子束发生激烈振荡的时候，多数中微子正微子表面失去以太粒子后变成裸光子而发出强烈激光。地球自转，在两极附近及上空，自转的中微子正微子束流存在的浓度较大，形成磁极；扰动太阳风中的重粒子洒过极区上空，与中微子正微子发生碰撞和相互散射，中微子正微子表面失去以太粒子后产生美丽的极光。宇宙中所有的发光现象分为两类：1，电子与正电子解体发光，包括恒星发光，裂变聚变发光。2，电磁以太发光，包括中微子正微子负微子表面失去以太粒子而发光。

中微子能随意无阻挡的穿过金属导线，同时也大量的存在于金属导线之中，成为电阻物质。导线中金属原子间的自由电子吸附了空间中大量的正微子成为电流物质，大批正微子在导线中快速流动来输送电能，在用电器中产生光热磁等各种效应。无数中微子在导线中无规则的热运动阻挡正微子流的通过成为电阻，科学家通常采用降低导线温度到-273⁰C附近，使中微子成为静止状态，让正微子流无阻挡通过；同时，静止状态的中微子能吸附以太粒子转变为正微子，使导线成为“超导体”。

（2018,11于浙江）