目前对质子结构的认识,近期最受关注的进展是2026年8月STAR合作组提出的“重子连接”模型。该研究认为,质子的重子数(一个基本量子数)可能并非由三个夸克本身携带,而是由胶子场形成的Y形连接点承载。 换句话说,胶子不只是传递强力的“胶水”,更可能是物质基本属性的“核心架构师”。
想弄清质子的结构,必须明确基本粒子。基本粒子是相互绕转的两个半元电荷,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,单独的半元电荷不能独立存在,即基本粒子不可再分。一个“基本粒子”由两个“半元电荷”绕转形成。不同的组合构成不同的粒子:两个正半元电荷绕转 → 正元电荷基本粒子(带一个正元电荷,如正电子)、两个负半元电荷绕转 → 负元电荷基本粒子(带一个负元电荷,如电子)、一正一负半元电荷绕转 → 中性基本粒子(整体不带电,如光子)。其它所谓的基本粒子都是由基本粒子组合而成的,基本粒子的质量是质量的起源,备注:半元电荷假说被美国物理学会2022年冬季学术交流会录用。
也就是说,质子也是由基本粒子组成的,根据质子和电子(负元电荷基本粒子)的质量,可以推算质子大约由1836个基本粒子组成,其中只有一个正元电荷基本粒子,其余都是中性基本粒子,在质子内部中性基本粒子或构成其它的非基本粒子,并且质子的结构在原子核内部与原子核与原子核外部是不同的。
质子在原子核内部其结构是:球心角体。其俯视图是扇形。在原子核中,相邻两个质子由于基本粒子的相互吸引,使得两个质子存在的基本粒子会靠得很近,与此同时由于两个质子各自含有一个正元电荷基本粒子又相互排斥,这样必然造成在原子核中,两个相邻的质子中性基本粒子会靠得很近,其平均距离在10^-23m,两个正元电荷基本粒子会离的“较远”,其距离在10^-15m,在原子核中两个相邻质子的示意图如下:
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正元电荷基本粒子(正电子)在图中的黑线的两端,黄色部分是中性基本粒子。质子在原子核内部俯视图就是扇形ABC,即Y形连接点承载。
我在多篇文章中论述到,基本粒子之间的引力和距离的4次方成反比。带电基本粒子不仅遵循引力和距离的四次方成反比还遵循和距离的平方成反比(受库仑定律约束)。中性基本粒子之间的引力显然是弱相互作用,根据基本粒子的引力计算两个质子之间的引力,nf=nGh^2/λ^4c^2=1836Gh^2/(10^-23)^4c^2=1836×6.67×10^-11×h^2/(10^-23)^4c^2=1.2×10^85/ h^2/c^2=8.8×10^4N,其中,n是质子含有基本粒子的个数。相对于中性基本粒子,两个质子之间正元电荷基本粒子之间的引力可以略不计。根据库仑定律计算两个正元电荷之间的斥力,由于两个正元电荷基本粒子之间的距离r=10^-15m,所以F电=kee/r^2=9×10^9×(1.6×10^-19)^2/(10^-15)^2=2.3×10^2N。依据质子在原子核中结构模型及计算,两个相邻质子之间的引力可以大于两个相邻质子之间的静电斥力。
当质子脱离原子核,不存在两个质子“靠的很近”,质子的结构不再是球心角体,而是和中子的形状一样——球形。
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