对王为民核子(质子和中子)壳层模型的思考.doc

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1、对王为民核子（质子和中子）壳层模型的思考王为民（四川南充龙门中学）实验发现质子自旋是1/2,带一个单位正电荷，磁矩为2.79倍核磁子。中子自旋是1/2,不带电，居然有-1.91倍核磁子。人们长期不理解中子不带电，为什么会有磁矩的问题。直到盖尔曼提出强子的夸克模型后，人们才理解中子中有一个带正电的上夸克和两个带负电的下夸克，所以，通过夸克在中子中的运动可以产生磁场。至于为什么中子磁矩为负，却无法解释。如果按照原子核质子和中子单独各自填充各自的势阱来用不同的夸克各自填充夸克各自的势阱，能级变简单了，但是，却与实验得到的磁矩值矛盾。这是为什么呢？比如质子，如果让两个

2、带2/3正电的上夸克填充上夸克的势阱第一能级，按照自旋是1/2的费米子必须遵守泡利不相容原理，能态不能相同，所以自旋相反，对质子磁矩无贡献，磁矩为零。剩下一个带1/3负电的下夸克各自填充自己下夸克的势阱第一能级，结果产生出和自旋方向相反的磁矩，得到一个负的磁矩。实验证明这是错误的，因为质子磁矩不但为止，而且数值还比较大。这就是理论和实验的矛盾。同样情况出现在对屮子磁矩的解释上，如果按照原了核壳层模型各自填充各自的势阱,也将出现才盾。如果将带1/3负电荷的两个下夸克填充到下夸克的势阱第一能级，自旋方向相反，磁矩为零。而剩下的一个带2/3正电的上夸克各自填充到自己

3、势阱第一能级，将产生磁矩方向与自旋方向相同的磁矩。而事实上，实验发现中子磁矩矩与其自旋方向相反。可见，这种填充法是错误的。王为民的核子（质子和中子）势阱的的夸克填充法解决了这个矛盾。方法就是考虑色相互作用，电磁相互作用，弱相互作用，在核子（质子和中子）内部是一个统一的存在，不能单独考虑不同种类的夸克对各口势阱的填充情况，而应该考虑它们形成了一个统一势阱，按照最低能级统一填充。因为上夸克电荷数值大，质量却小，而下夸克电荷数值小，质量却大。按照平均力场统一填充能级，在理论上也是有道理的。这样，对于质子统一势阱的第一-能级，填一个上夸克和一个下夸克，为降低角动量，它

4、们的自旋方向相反，但是，由于带电正负的不同，所以得到一个自旋为零，磁矩不为零的能级。质子第二能级填上一个和第一能级的上夸克口旋方向相同的上夸克，以降低磁场能，所以，第二能级的上夸克贡献了1/2的和磁矩方向相同的自旋，同时又贡献了一个和第一能级磁矩方向相同的磁矩。这样，就得到了质子整体自旋是1/2,磁矩为正，而且有相对数值较大的磁矩的和实验结果一致的结论°质子自旋之迷自动消失了。因为不需要认为质子的1/2自旋由夸克贡献10%,90%由胶子贡献。这样就把质子结构搞复杂了。同样的情况也发生在中子的夸克填充上。按照王为民核子（质子和中子）夸克填充法则，中子中的色场电场

5、，翦力场，电磁场形成的统一势阱第一能级和质子一样，填充自旋方向相反的一个上夸克和一•个下夸克，得到自旋为零，磁矩不为零的能级填充，中子的第二能级填-个和第一能级下夸克自旋方向相同的下夸克，以降低磁场能，由于下夸克带负1/3电荷,所以磁矩方向和自旋方向相反，这样中子的第一能级和第二能级的磁矩方向是相同的，而自旋仅仅由第二能级上的下夸克贡献，所以，整个中子的磁矩与自旋方向相反，这就是实验发现中子磁矩为什么为负值的原因。为了得到核子（质子和中子）磁矩的精确值，还必须考虑自旋■轨道耦合发生能级分裂的情况。王为民核子夸克填充法能不能直接应用到原子核的壳层模型上呢？前面讲

6、过，原了核壳层模型要求质了和屮子各白单独填充各自自己的势阱能级。如果打破这个规定，从夸克层血按照一个统一的势阱进行夸克填充构成原子核，这样行不行？答案是不行。原因是这样做了就得不到原子核的自旋和磁矩由各自最外层核子确定的结论。会与实验事实相矛盾。所以，原子核中的质子和中子确实是相对独立存在的，并没有被全部打散而进行重新组合。将王为民核子的夸克填充法则应用到重子八重态，重子十重态，介子八重态等的夸克填充问题上，也是行之有效的，只是考虑到它们有的是激发态，存在寿命很短的事实，和原子的激发态情况一样就可以理解了。