重大发现 精细结构常数竟是概率分布函数参数

重大发现 精细结构常数竟是概率分布函数参数

精细结构常数,是物理学中一个重要的无量纲数,常用希腊字母α表示。精细结构常数表示电子在第一玻尔轨道上的运动速度和真空中光速的比值。

计算公式为

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从表面看来,精细结构常数α 只不过是另外一些物理常数的简单组合。然而,量子理论以后的发展表明,精细结构常数其实具有更为深刻的物理意义。无论是玻耳模型还是索末斐模型,它们都只是量子理论发展早期的一些半经典半量子的理论。它们虽然成功地解释了氢原子光谱及其精细结构,但是在处理稍为复杂一些的具有两个电子的氦原子时就遇到了严重的困难。以后薛定谔建立的量子波动力学对氢原子有了更好的描述。狄拉克又进一步把量子波动力学与相对论相结合起来,提出了电子的相对论性量子力学方程——狄拉克方程。狄拉克方程不但更好地解释了光谱的精细结构——认为它是电子的自旋磁矩与电子绕核运行形成的磁场耦合的结果,而且还成功地预言了正电子的存在。

实际上氢原子中电子的轨道并不是理想化的圆形或者椭圆形轨道。而是随机概率分布的轨道运动带,科学将之称之为电子云。

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电子云

那么精细结构常数真的是常数吗?如果精细结构常数,那么电子轨道就应该是标准的圆形或者椭圆形轨道,类似地球公转轨道。如果电子云,最有可能是什么样的呢?我认为电子云概率分布的一种函数参数,同时之所以会呈现电子云模式,最基本的内因是电子在绕氢原子核运动过程中,引力差异造成的。

我们可以做一个大胆的假设,如果氢原子内部能量涌动方向呈正态分布。得以下猜想公式,

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从结果来看,参数t=2.000326256已经非常接近整数2。但微观世界即使微小的差异都会产生翻天覆地的变化。

我相信或许某一天,随着科学家试验精度进一步提高,我们会得到那个最接近真相的物理公式。


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