关于μ子的两点补充

戴榕菁

前文“与μ子有关的一个哲学错误”指出物理学家们所谓的静止μ子是在与外界环境的强烈撞击下达到静止而不是天然静止，因此，它们的所谓快速衰变实际上是在猛烈的外界作用下发生的；另外，该文还指出了现有的基本粒子标准模型有关μ子衰变的所谓的弱作用理论可能存在严重缺陷。本文对这两点再做一些补充：

1）物理学家的所谓的静止μ子快速衰变的理论之荒谬还不仅仅在于那些所谓的静止μ子根本是在外界的强作用下发生的[[1],[2]]，而且那些μ子的寿命可能根本就不短。因为在它们被实验室的设备截获之前它们可能已经运行了上百公里。当然，它们的寿命也可能很短，这取决于它们是在大气层边缘产生的还是在接近地面时产生的。但不论哪种情况，它们都不是所谓的静止μ子。

2)μ子与介质碰撞加速衰变这一现象对基本粒子标准模型的挑战主要来自这一点：

现在回到上文中提到的Didier的那篇文章【[3]】，该文提到在具有当μ子g-2实验在具有电磁场的环形空间中进行时，运动的μ子寿命与所谓的静止μ子相比可以增加到10倍左右。考虑到在所谓的测量μ子的静止寿命时发生的μ子与环境介质之间的碰撞在本质上是电磁力的作用，我们现在可以从已知的实验中得出这样明确的结论：

μ子的衰变可以受到外界电磁场的影响。当外界电磁场如在上述的g-2实验中那样是增加μ子的动能时，μ子的寿命延长，当外界电磁场如在所谓的测试μ的静止寿命时那样是减少μ子的动能时，μ子的寿命缩短。

但是，作为基本粒子，μ子不象分子或原子那样其内部还可以分出更小的粒子。为此，搞数学模型的物理学家（华人是很重要的一部分）就想出了一招，叫做所谓的弱作用力，它们对应着所谓的弱作用玻色子W和Z。这些物理学家的理论是，在弱作用力的作用下μ子发生衰变-----要注意，这与原子裂变是不同的。。。。原子内部是有结构的，所以可以分裂，而按照基本粒子标准模型理论μ子内部是没有结构的，因此不能分裂，也就是说我们不能按照经验常识那样去想象着有两个相反的力把一个μ子扯成两段，而只能在所谓的弱作用力下进行衰变-----这就是基本粒子标准模型的说法！

现在问题来了，既然μ子没有内部结构因而无法被拉扯成两截而只能在弱作用力下衰变，为什么它们的衰变会收到外界电磁场的影响？？？？？？？

套句英语成语，it does not add up! Something is WRONG!!!!

看来这次还真的又捞上一条大鱼了。。。又是那个Didier帮助捞的。。。。可惜的是，这条大鱼对于某些顶着极大光环的华人物理学家们恐怕不是什么好消息。。。。。

 

结束语

结束语

早在2022年我曾指出过，推翻狭义相对论将直接冲击量子力学。不过当时想的主要是诸如德布罗意波和狄拉克方程那种数学推导建立在狭义相对论的洛伦兹变换的基础之上的状况，还没有考虑到量子力学在基本概念上对狭义相对论的依赖情况。而本文及前文所讨论的电磁作用力对于μ子的衰变的影响则向我们揭示了由于量子力学在概念上对狭义相对论的依赖而使其受到推翻狭义相对论的重大创伤的一个例子！

本文的补充及前文“与μ子有关的一个哲学错误”的基本前提是如我在“那几个我讨论过的“验证”相对论的实验”一文中指出的用狭义相对论解释所谓的穿透大气层的μ子寿命长的逻辑上根本错误。下面在将该文中的相关段落引用一下以帮助读者复习那段讨论：

【大概是1957年左右有人提出按照µ子静止的衰变周期，它们应该无法到达地球表面，但实际上我们可在地面上接收到很多来自大气的µ子【[4]】，因此得出结论说，这是因为当µ子在大气中运动时，它的时间变慢了。具体的公式为：

T = γT’₀ > T’₀,                   (1)

其中洛伦兹因子γ = 1/(1- v²/c²)^½, T’₀是µ子在地球上测得的衰变周期，T是µ子因运动而具有的生命周期。

L = L’₀ /γ < L’₀,                       (2)

L’₀ 是地球上测得的大气层厚度，而L是对运动着µ子来说的大气层的厚度。

由(1)和(2)相对论学者得出结论说，运动使得µ子的寿命延长而且大气层的厚度对于µ子来说变薄，所以µ子可以穿透大气层。1963年MIT的David Frisch和Illinois大学的James Smith具体进行了这一实验并录了像【[5]】。

但问题是，假如我们把观察者和被观察者的位置交换一下，我们便有：

L = vT = vT’₀/γ = L’₀ /γ < L’₀                        (3)

尽管(3)和(2)看上去一样，但它们的意义完全不同。(2)说的是由于µ子的运动，周围的空间对它来说变短了，因而大气层变薄了，而(3)说的是由于µ子的运动它自己在周围的环境中能前进的距离变短了，所以它不但不能穿透大气层，它连按照所谓的静止坐标系算出来的距离都走不到就死翘翘了。

其实，对于地面上能接收到来自大气的µ子的最直接了当的解释是：并非所有的µ子都是在大气层边缘产生的。来自外太空的γ射线有70%以上可以到达地面，我们凭什么认为只有它们在大气层外侧才会产生µ子。另外，即便在大气中运动的µ子的生命周期会改变那也是因为地磁场和地球引力的作用结果，凭什么说是时间变慢了？更别提David Frisch和James Smith的实验数据还无法真正说明µ子的生命周期变长了。】

当时我还没有意识到上面这段讨论的杀伤力。而这次在academia.edu对Didier的文章的讨论【[6]】让我意识到了上面这段讨论的真正杀伤力在于它彻底粉碎了所谓的洛伦兹时间膨胀造成所谓的μ子寿命延长这一荒谬的逻辑。。。。而一旦洛伦兹时间膨胀造成所谓的μ子寿命延长这一荒谬的逻辑被粉碎了，那个所谓的静止μ子的概念也就失去了基本的依托，从而之前被认为是静止造成的短寿命便反过来成为与外界的强烈作用加速μ子衰变的最好证据！更进一步地，当我们意识到与环境介质的强烈碰撞可以加速μ子衰变之后，基本粒子标准模型马上受到冲击！

考虑到早已有大量证据可以推翻狭义相对论了因而我们并不特别需要μ子这个例子来帮助推翻狭义相对论，我们可以看出，本文及前文“与μ子有关的一个哲学错误”的真正意义不在于推翻那个早已被推翻的狭义相对论，而在于给基本粒子标准模型来了个釜底抽薪！！！

 

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[[1]] Ip, S. (2012). The Decay of Muons. Retrieved from: https://www.ucl.ac.uk/~zcapg66/work/Muon.pdf

[[2]] Advanced Laboratory of University of Wisconsin. (2009). Measurement of the Muon Lifetime. Retrieved from: https://www.physics.wisc.edu/courses/home/spring2020/407/experiments/muon/muon.pdf

[[3]] Viel, D. (2024). Muons Lifetime Stored in a Circular Ring. Retrieved from: https://www.academia.edu/117382566/Muons_Lifetime_Stored_in_a_Circular_Ring. Discussion page: https://www.academia.edu/s/25782e8397?source=link

[[4]] Wikipedia (2022g). “Experimental testing of time dilation”. https://en.wikipedia.org/wiki/Experimental_testing_of_time_dilation#Atmospheric_tests. Last edited on 21 July 2023, at 03:25 (UTC).

[[5]] Heyde, Henrik Bak (2018) [YouTube] “Time Dilation, An Experiment With Mu - Mesons (1962)”. [video] url: https://www.youtube.com/watch?v=5wH2UbjGKlw

[[6]] Viel, D. (2024). Muons Lifetime Stored in a Circular Ring. Academia.edu Discussion page: https://www.academia.edu/s/25782e8397?source=link