根据高速电子能量收敛现象拟论电基子

1、中国科技论文在线- PAGE 11 - FORMTEXT 根据高速电子能量收敛现象拟论电基子 FORMTEXT 丁健1， FORMTEXT 胡秀琴2作者简介：丁健（1953-），男，工程师，主要研究方向：meta-physics and physics. E-mail: SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET

2、version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5

3、* MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET bkCompanyEN Power Divisi

4、ons, Integrated Electronic Systems Lab Co. Ltd., Jinan 250100;Department of Computer Science, Qilu Normal University, Jinan 250013 * MERGEFORMATPower Divisions, Integrated Electronic Systems Lab Co. Ltd., Jinan 250100;Department of Computer Science, Qilu Normal University, Jinan 250013SET bkCompanyC

5、HN 积成电子股份有限公司电量事业部, 济南 250100;齐鲁师范学院计算机系, 济南 250013 * MERGEFORMAT积成电子股份有限公司电量事业部, 济南 250100;齐鲁师范学院计算机系, 济南 250013SET bkPostcode 250100; * MERGEFORMAT250100;SET bkMobile * MERGEFORMASET bkTelphone5205; * MERGEFORMA5205;SET bkAddress 中国济南花园路东首188

6、号（创业园601室）; * MERGEFORMAT中国济南花园路东首188号（创业园601室）;SET bkEmail ; * MERGEFORMAT;SET bkIntroduction 丁健（1953-），男，工程师，主要研究方向：meta-physics and physics.;胡秀琴（1954-），女，教授，主要研究方向：光学专业 * MERGEFORMAT丁健（1953-），男，工程师，主要研究方向：meta-physics and physics.;胡秀琴（1954-），女，教授，主要研究方向：光学专业SET bkAuthorCHN 丁健;胡秀琴 * MERGEFORMAT丁健;

7、胡秀琴SET bkAuthorEN DING Jian;HU Xiuqin * MERGEFORMATDING Jian;HU XiuqinSET bkContact 丁健 * MERGEFORMAT丁健SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET bkFund * MERGEFORMAT SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1

8、.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET bkReferencesInfo 1*|*专著*|*张元仲. 狭义相对论实验基础M. 北京：科学出版社，1

9、982.2*|*译著*|*John S. 爱因斯坦全集（第2卷）M. 范岱年. 湖南：科学技术出版社，2002.3*|*译著*|*Louis de Broglie. 物理学与微观物理学M. 朱津栋. 北京：商务印书馆，1992.4*|*期刊*|*范良藻. 高速运动的微观粒子的质量真是会随速度增加而无限增加吗？J. 前沿科学，2009，3（12）：84-87.5*|*期刊*|*季灏. 质疑爱因斯坦力学和传统加速器理论的三个实验J. 前沿科学，2010，4（12）：75-79.6*|*期刊*|*季灏. 量热学法测量电子能量实验J. 中国科技成果，2009，（1）：34-35.7*|*期刊*|*L

10、B Okun. The concept of massJ. Phys Today, 1989, (6): 31-36.8*|*专著*|*马礼敦，杨福家. 同步辐射应用概论M. 上海：复旦大学出版社，2002.9*|*专著*|*金玉明. 电子储存环物理M. 合肥：中国科学技术大学出版社，2001.10*|*专著*|*吴思诚, 王祖铨. 近代物理实验M. 北京：北京大学出版社，1995.11*|*专著*|*唐孝威. 正负电子物理M. 北京：科学出版社，1995.12*|*专著*|*倪光炯，李洪芳. 近代物理M. 上海：上海科学技术出版社，1979.13*|*译著*|*S W Hawking. 时间

11、简史（插图本）M. 许明贤，吴忠超. 长沙：湖南科学技术出版社，2002.14*|*学位论文*|*王琳. 合肥光源储存环粒子动力学问题研究D. 合肥：中国科学技术大学，2006.15*|*学位论文*|*孙玉聪. 电子储存环束流损失测量系统的研制D. 合肥：中国科学技术大学，2011.16*|*期刊*|*孙玉聪，蓝杰钦，张剑锋，徐宏亮，孙葆根. 合肥光源托歇克效应损失电子的探测J. 强激光与粒子束，2011，23（3）：770-774.17*|*期刊*|*徐宏亮，李京一，孙葆根，王琳，李为民，刘祖平，何多慧. 合肥储存环电子束平衡轨道的调整及闭轨校正J. 原子能科学技术，2003，37（1）：1

12、-3.18*|*学位论文*|*涂良成. 光子静止质量的实验检验D. 武汉：华中科技大学，2006. * MERGEFORMAT1*|*专著*|*张元仲. 狭义相对论实验基础M. 北京：科学出版社，1982.2*|*译著*|*John S. 爱因斯坦全集（第2卷）M. 范岱年. 湖南：科学技术出版社，2002.3*|*译著*|*Louis de Broglie. 物理学与微观物理学M. 朱津栋. 北京：商务印书馆，1992.4*|*期刊*|*范良藻. 高速运动的微观粒子的质量真是会随速度增加而无限增加吗？J. 前沿科学，2009，3（12）：84-87.5*|*期刊*|*季灏. 质疑爱因斯坦力学

13、和传统加速器理论的三个实验J. 前沿科学，2010，4（12）：75-79.6*|*期刊*|*季灏. 量热学法测量电子能量实验J. 中国科技成果，2009，（1）：34-35.7*|*期刊*|*L B Okun. The concept of massJ. Phys Today, 1989, (6): 31-36.8*|*专著*|*马礼敦，杨福家. 同步辐射应用概论M. 上海：复旦大学出版社，2002.9*|*专著*|*金玉明. 电子储存环物理M. 合肥：中国科学技术大学出版社，2001.10*|*专著*|*吴思诚, 王祖铨. 近代物理实验M. 北京：北京大学出版社，1995.11*|*专著*

14、|*唐孝威. 正负电子物理M. 北京：科学出版社，1995.12*|*专著*|*倪光炯，李洪芳. 近代物理M. 上海：上海科学技术出版社，1979.13*|*译著*|*S W Hawking. 时间简史（插图本）M. 许明贤，吴忠超. 长沙：湖南科学技术出版社，2002.14*|*学位论文*|*王琳. 合肥光源储存环粒子动力学问题研究D. 合肥：中国科学技术大学，2006.15*|*学位论文*|*孙玉聪. 电子储存环束流损失测量系统的研制D. 合肥：中国科学技术大学，2011.16*|*期刊*|*孙玉聪，蓝杰钦，张剑锋，徐宏亮，孙葆根. 合肥光源托歇克效应损失电子的探测J. 强激光与粒子束，2

15、011，23（3）：770-774.17*|*期刊*|*徐宏亮，李京一，孙葆根，王琳，李为民，刘祖平，何多慧. 合肥储存环电子束平衡轨道的调整及闭轨校正J. 原子能科学技术，2003，37（1）：1-3.18*|*学位论文*|*涂良成. 光子静止质量的实验检验D. 武汉：华中科技大学，2006.SET bkAuthorsInfo *|1|丁健|DING Jian|积成电子股份有限公司电量事业部, 济南 250100|Power Divisions, Integrated Electronic Systems Lab Co. Ltd., Jinan 250100|丁健（1953-），男，工程师，

16、主要研究方向：meta-physics and physics.|中国济南花园路东首188号（创业园601室）|25010052052|胡秀琴|HU Xiuqin|齐鲁师范学院计算机系, 济南 250013|Department of Computer Science, Qilu Normal University, Jinan 250013|胡秀琴（1954-），女，教授，主要研究方向：光学专业| * MERGEFORMAT*|1|丁健|DING Jian|积成电子股份有限公司电量事业部, 济南 250100|Power Divisio

17、ns, Integrated Electronic Systems Lab Co. Ltd., Jinan 250100|丁健（1953-），男，工程师，主要研究方向：meta-physics and physics.|中国济南花园路东首188号（创业园601室）|25010052052|胡秀琴|HU Xiuqin|齐鲁师范学院计算机系, 济南 250013|Department of Computer Science, Qilu Normal University, Jinan 250013|胡秀琴（1954-），女，教授，主要研究方向

18、：光学专业|SET bkTitleInfo 根据高速电子能量收敛现象拟论电基子|Based on the High-speed electronic energy convergence phenomena to put forward the electro-base particles| * MERGEFORMAT根据高速电子能量收敛现象拟论电基子|Based on the High-speed electronic energy convergence phenomena to put forward the electro-base particles|（1. 积成电子股份有限公司电量

19、事业部, 济南 250100；2. 齐鲁师范学院计算机系, 济南 250013）SET bkTitleInfo * MERGEFORMAT SET bkAuthorsInfo * MERGEFORMAT 摘要： FORMTEXT 针对高速电子的能量收敛现象, 依据相关的电磁理论以及狭义相对论的动能和质能方程, 研究的结论是: 运动电子的电荷量跟随着它的静质量而同步地散失. 既然电子可以进一步地再分解, 那么就存在一种组成电子的更为基本的粒子电基子. 它的荷质比等于电子的物理常数荷质比, 这应该是电的终极粒子. 由此推论, 电子储存环中所辐射出的光子也是由电基子所组成. 再结合德布罗意的物质波关

20、系式可知, 高速粒子的能量收敛现象才是造成光谱红移的首要因素. 最后, 以合肥光源800MeV电子储存环为例, 计算出环中电子的运动速度, 并推定出它的静质量和波长值的大致范围. 再借助一个业内众所周知但似乎已被忽略的实验事实, 依据能量守恒原理, 针对环中所辐射出特征波长为2.427nm的光子, 计算出它的运动速度和静质量, 以及在给定磁场中的偏转半径. 此外, 为验证上述论点是否成立, 提出一种简易可行的鉴别方法, 那就是测出储存环中电子的波长值. 关键词： FORMTEXT 狭义相对论, 能量收敛, 光谱红移, 电基子, 静质量, 荷质比 中图分类号： FORMTEXT O412.1；O

21、572.2；O572.21+1 SET bkAuthorsInfo * MERGEFORMAT SET bkTitleInfo * MERGEFORMAT FORMTEXT Based on the High-speed electronic energy convergence phenomena to put forward the electro-base particles FORMTEXT DING Jian1, FORMTEXT HU Xiuqin2(1. Power Divisions, Integrated Electronic Systems Lab Co. Ltd., Ji

22、nan 250100;2. Department of Computer Science, Qilu Normal University, Jinan 250013)Abstract: FORMTEXT In allusion to the High-speed electronic energy convergence phenomena, according to the relevant electromagnetic theory as well as the mass-energy and kinetic energy equation of Einsteins special re

23、lativity, the study concluded that a moving electronic charge will follow along with its static mass synchronously to be lost. Since an electron can be further broken down, then there should be a kind of more fundamental particles to compose, which can be referred to as electro-base particles. It sh

24、ould be the electro-ultimate particles whose charge-mass ratio is equal to that of electronic physical constants. A corollary is that all photons radiating from the electrons in a storage ring are composed of the electro-base particles. Then based on de Broglies matter wave concept, it is pointed ou

25、t that the High-speed electronic energy convergence phenomena should be the primary factor in causing spectral redshift. Finally, Using HLS 800MeV electron storage ring as an example, we have calculated the moving speed of electrons, and estimated the approximate ranges of the wavelength and static

26、mass. And further, by the aid of a well known experimental fact in the industry but it seems to have been neglected, based on the Law of Energy Conservation, in allusion to the radiated photon whose characteristic wavelength is 2.427 (nm), we have calculated the moving speed and static mass, as well

27、 as the deflection radius in the magnetic field. Moreover, to verify whether the above arguments are set up, this paper introduces a method about measuring the wavelength value of electrons in a storage ring. Key words: FORMTEXT special relativity; energy convergence; spectral redshift; electro-base

28、 particles; static mass; charge-mass ratio 引言所谓光子的静质量等于零1, 这与爱因斯坦（Einstein）狭义相对论的动能和质能方程相悖2, 因为在现实中它具有能量. 本研究的主要目的, 就是从高速电子的能量收敛现象这个崭新的视角入手, 以现在普遍使用的电子储存环为例, 抓住环中电子辐射出的每一个光子所具有的能量, 比辐射前大约增加了几十亿倍, 这样一个业内众所周知但似乎已被忽略的实验事实, 依据能量守恒原理和德布罗意（de Broglie）的物质波关系式3, 探索一种测定光子静质量的方法. 狭义相对论可以用来解释季灏提交的实验数据依据季灏的实验数据

29、4-6, 经整理得到如下两个表: 表1 0.121T电子能量圆半径实测值的关系Tab. 1 the relationship between electron energies and measured radius values, B =0.121（T）电子能量 E/MeV201612964电子速度 =v/c0.99970.99950.99920.99860.99690.9908理论半径 R/cm554433251711实测半径 R/cm181818181818表2 能量和温度的理论值和实测值Tab. 2 About the energy and temperature values com

30、paring between the theoretical and measured电子能量 E/MeV151210861.6电子速度 =v/c0.99950.99920.9990.9980.9970.970理论温升 /6.295.034.203.362.520.67实测温升 /1.031.031.031.031.00.97可以看出, 表1中6种能量的电子在同一个0.121（T）的均匀磁场中, 沿着与磁力线垂直的方向做匀速圆周运动, 其轨迹的“实测半径”都是（cm）; 表2中的“实测温升”是通过量热学法测出的电子能量直接数据, 实验结果显示从8到15（Mev）间4种能量的电子, 它们在同一个

31、铅靶上所产生的温升都是1.03. 两个实验所用的电子束流, 都出自同一台美国VARIAN 2300C/D型直线加速器. 作为对照, 表1和表2中列出了当前通行的各理论值. 这似乎意味着在接近光速的状态下, 电子质量并未按相对论所预言的那样变化. 据此, 季灏老师对爱因斯坦狭义相对论的质速关系公式 （1）提出了质疑5. 式中, 是电子以速度运动时, 所显示出的动质量（dynamic mass）, 或称相对论质量（relativistic mass）; 是电子的静质量（static mass）, 或称静止质量（rest mass）, 在本文中它将不再是一个常量; 代表真空中的光速值. 应该指出,

32、默认电子是不可进一步再分解的基本粒子, 把公式（1）中的静质量当成常量, 这是季灏老师所提出质疑的一个主要依据. 正是这个“依据”, 与季灏实验数据相悖. 而爱因斯坦的狭义相对论, 恰恰可以与这些实验数据形成完美的结合. 当然, 使我们可以直观地看到高速电子的能量收敛现象, 进行讨论并有所针对, 是季灏实验数据的可贵之处.定性地分析高速电子的能量收敛现象对于季灏实验数据, 结合爱因斯坦狭义相对论的动能方程5（2）只需定性地分析, 就可以看出: 当电子的运动速度趋近于空中的光速值时, 由于它的能量为有限值并呈现出收敛现象, 其静质量只能逐渐地向0趋近. 公式（2）中, 是电子的静能量, 是电子的

33、总能量, 都是针对同一个运动电子. 或（3）这就是爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方程. 其含义2是, 如果运动电子（或物体）以辐射形式释放出了能量, 它的质量就减少了. 依据公式（1）究其本质, 是静质量在减少. 还要特别说明一下, 公式（1）和（3）中的相对论质量, 只是在对运动电子（或物体）的静质量与其能量之间进行换算时的一种过渡形式. 考虑到的确具有质量的惯性特征, 爱因斯坦曾经不太情愿地将其称之为动体质量（the mass of a moving body）7. 在本文中, 为区别起见, 特将运动电子（或物体）的质量称之谓“静质量”, 用来表示. 而所谓的相对论质量, 只是作为一种过渡

34、性的中间结果来使用, 它与静质量之间的换算关系, 遵循公式（1）. 就电子而言, 在加速过程中会“以辐射形式放出能量”, 现已得到广泛地应用8. 这意味着, 依据公式（1）和（3）, 伴随着电子速度的增加, 其静质量将以辐射形式而逐渐地散失. 当电子的静质量减少到一定程度时, 依据公式（2）, 它的能量就会呈现出收敛现象. 考察加速电子的荷质比是否会变化？ 一旦确认了加速电子的静质量随着其能量的辐射而逐渐地减少, 那么就必须要考察这个高速电子的荷质比, 是否还等于物理常数荷质比呢？其中, , , 分别为电子的基本电荷（elementary charge）和静止质量（rest mass）, 二者

35、都是物理常数. 答案是肯定的. 现以普遍使用的电子储存环9为例, 证明如下: 由电磁理论可知, 在均匀磁场中, 当电子沿着垂直于磁场强度的方向运动时, 将会做半径为的匀速圆周运动. 实际上, 这是一种加速运动. 电子储存环就是按此原理而建造的大科学装置. 在储存环中,电子的动量10（4）其中为电子的电荷量, 为磁感应强度（magnetic induction intensity）. 针对高速电子, 要考虑相对论效应. 由公式（1）和（4）, 可推出电子的相对速度（5）因为储存环中的磁感应强度和曲率半径都是标定值, 由公式（5）可知, 电子运动的速度取决于荷质比. 假设荷质比改变, 电子运动的速

36、度必然会随之变化. 鉴于储存环中弯转磁铁的磁场方向和强度均未改变, 那么只能是曲率半径被改变, 电子就会撞击在储存环束流管道的内壁上. 果真如此, 怎会在物理学家们犀利的目光下轻易逃脱呢？然而, 在全世界各种能量的电子储存环中, 上述现象并没有出现. 也就证明了, 这些储存环中加速电子的荷质比并没有改变. 那么, 就只有两种可能: 一是它的静质量没有改变, 二是电荷量也跟随着静质量而同步地散失. 只有选择后者, 才能合理地解释季灏实验数据. 因此, 就有如下关系成立: （6）由此证得, 在储存环中, 加速电子的电荷量跟随着它的静质量而同步地散失, 它的荷质比和运动速度都是确定值. 可以预言,

37、电子是由一种更为基本的粒子而构成. 依据季灏实验数据定量地计算 将表1中（T）和（cm）代入公式（5）, 再合并公式（6）, 可求出. 由于两个实验中所使用的电子束流都来自同一个美国VARIAN 2300C/D型直线加速器, 那么表2中从8到15（Mev）间4种能量电子的运动速度亦是如此. 也就是说, 在附近形成了一个能量的拐点, 两个不同实验都显示出电子的能量值不再继续增加, 而呈现出收敛状态. 针对表2中的数据, 季灏老师在实验报告4-6中谈到: “接收到电子总数为2.361013（个）, 实验中使用的铅台体重70克, 温度每升高1, 需要的能量为0.031704.18=9.0焦耳. ”由

38、此可知, 2.361013个电子使铅靶温升1.03, 它们应该付出的总能量为=9.01.03=9.27（J）. 那么, 在附近的能量拐点处, 每个电子的动能可折算为2.452（Mev）. 依据公式（2）, 有如下方程成立. 解得电子的静质量, 再依据公式（6）, 计算出电子的电荷量. 其含义是, 在附近, 形成了一个能量的拐点, 电子的静质量和电荷量已经同步地下降到原来的40%左右. 只有这样的电子, 才能使季灏实验的数据与爱因斯坦的狭义相对论形成完美的结合. 一般来说, 铅靶上所集聚的电荷并不产生温升, 如果用导线将这些电荷放掉, 电荷能将会消耗在电阻值较高的那段回路中. 在季灏提交的实验报

39、告中, 缺少铅靶上电荷的放电数据, 这无疑是一件非常遗憾的事情. 当然, 若想得到更加完备的实验数据, 还应该测出相关电子的波长值. 探新温故电终极子与德布罗意物质波 运动电子的电荷量跟随着它的静质量而同步地散失, 它似乎已经欺骗了物理学家们. 并非是电子在欺骗, 而是存在一种传统的惯性思维电子是不可进一步再分解的基本粒子. 以致把公式（1）或（2）中的静质量当作常量, 并认为电子所辐射出的能量只是它动能的一部分, 似乎都是源于这个微小的疏漏. 依据公式（2）还可以看出, 假如存在以真空中光速运动的粒子, 它的静质量只能等于零. 当然, 它的能量也必须等于零. 在现实中, 这是不存在的, 但可

40、以视为一种理想状态. 这意味着, 静质量等于零且具有能量的粒子, 与公式（2）相悖, 是不存在的. 也就是说, 只要有能量存在的地方, 就有（静）质量存在. 此二者是对立的统一体, 必定同时存在, 互为载体, 缺一不可. 因此, 正确地理解并区别真空中光速与现实中光速二者之间的关系, 是至关重要的事情. 既然电子可以进一步地再分解, 就必然存在一种组成电子的更为基本的粒子电基子（electro-base particles）. 这应该是电的终极粒子（electro- ultimate particles）, 依据公式（6）, 它的荷质比等于电子的物理常数荷质比. 由此可以推论, 储存环中电子所

41、辐射出的光子也是由电基子所组成. 那么, 光子也必须遵循公式（4）, 在均匀磁场中沿着垂直于磁场强度的方向做半径为的匀速圆周运动. 光的折射现象, 其实质就是光子通过原子间强磁场时而发生的偏转. 再者, 依据正负电子对撞的理论和已经呈现出的一些实验事实11, 亦可推论, 电基子可以构成各种不同的“基本粒子”, 其性质取决于这些粒子内部的约束力. 早在上世纪二十年代, 著名的德布罗意物质波关系式3,12 （7）就已经向我们表明, 高速粒子（电子或光子）的动量和能量不能无限制地增长, 要受到普朗克常数的制约. 再与公式（1）合并考虑, 由于储存环中电子的速度是一个确定的值, 当静质量减少时, 动量

42、和能量的值也随之减小, 而波长的值则增加, 通常将这种现象称作红移. 但由于受到不确定性原理（Uncertainty principle）的干扰, 对高速电子（或光子）的能量收敛现象, 未能引起足够的重视. 这个造成光谱红移的首要因素, 竟被多普勒（Doppler）效应所取代, 差之毫厘, 失之千里, 以致逐步地演绎成天体远离我们而去13再回顾不确定性原理, 也可进一步表述为: 当动量确定时, 速度无法确定; 当速度确定时, 动量又无法确定. 究其原因, 似乎应该归结于对静质量无法测准. 现在我们已经意识到电子和光子具有相同的荷质比, 只要测出它们的波长值, 就可以依据前述各公式求出其静质量.

43、 那么, 所谓的“不确定性”, 是否就可以变成“确定性”了呢？答案是否定的. 后文将揭示出, 电子储存环中辐射出的每一个光子所具有的能量, 比辐射前大约增加了几十亿倍. 这个实验事实, 再加上辐射方向的不确定性, 才是真正的“罪魁祸首”. 以上所论, 乃独出己见. 既虑似是而非, 亦恐言是人非. 如何鉴别呢？最简易可行的鉴别方法, 就是测出储存环中电子的波长值. 借助于现代科学技术, 与伽利略（Galileo）几百年前在比萨斜塔上做“两个铁球同时落地”的实验相比, 其难易者, 出其右乎？估算合肥800MeV同步辐射源中电子波长的大致范围 HLS（合肥光源）800MeV电子储存环隶属于国家同步辐

44、射实验室, 坐落在安徽合肥的中国科技大学. 表3中所列是HLS 800MeV电子储存环中的部分参数14-16. 从前面的讨论可知, 所谓800MeV只是一个电子能量的标称值而已. 表3 合肥光源800MeV电子储存环部分参数Tab. 3 Part of the parameters on HLS 800 MeV electron storage ring标称电子能量 /MeV800弯铁曲率半径 R1/m2.2221循环束流流强 I/mA100300弯铁磁感应强度 B1/T1.2每圈辐射损失能量 /keV16.31电子回旋频率 /MHz4.533辐射特征波长 c/nm2.427圆筒形真空室直径

45、/mm80表3中, 储存环的弯铁曲率半径（m）, 磁感应强度（T）, 是标定值. 因此, 依据公式（5）和（6）, 就可以计算出储存环中电子的运动速度. 表3中, 电子在储存环中运动, 每圈辐射损失的能量为: 16.31（keV）. 这个能量值对电子沿切线方向的运动起阻尼作用. 因此, 电子每转一圈, 它沿切线方向的速度, 将因此而有所下降, 显示为曲率半径的缩小. 之后, 电子在通过高频腔时补充能量, 再次回到曲率半径为的轨道上. 表3中, 束流管道的筒形真空室横向截面的直径为80（mm）16. 那么, 束流管道的内侧壁到电子运动曲率半径（m）处的距离为80/2=40（mm）. 当储存环中循

46、环束流的流强逐渐下降到100（mA）附近时, 由于受到辐射损失能量的阻尼作用, 电子运动的曲率半径每圈都会出现一个低点值, 这个低点值大约在（m）附近. 平均半径（m）. 此时, 触及到束流管道的内侧壁上的电子数量将会增加, 显示为储存环中循环束流的流强较快地下降. 将（m）代入公式（5）, 就可以计算出电子刚刚触及到束流管道内壁时, 储存环中电子运动的速度. 在这种状态下, 电子在束流管道内每转一圈同样要辐射出16.31（keV）的能量. 依据公式（2）, 则有如下方程（keV）成立. 式中的能量和、动能和、静能量和, 分别与电子运动的曲率半径和依次对应. 由于电子的运动速度非常接近真空中的

47、光速值, 几乎全部为动能, 可以忽略掉静能量之差项, 以及一圈之中静质量的微小变化. 就有如下方程（keV）成立. 规范等式两边的能量单位并解方程（J）;就可以得到储存环中循环束流的流强下降到100（mA）时, 运动电子的静质量（kg）; 代入公式（6）, 求出电荷量（C）; 依据公式（1）和（7）, 求出波长（m）; 依据公式（1）和（3）, 求出能量（Mev）. 在推定电子束流强度（mA）时的上述各值之前,必须要考虑两点. 一是由于辐射损失能量的阻尼作用, 在调试时发现束流的中心轨道总是偏向于环形管道的内侧17, 曾通过调整高频腔的频率, 实际效果是使束流的轨道半径略大于（m）; 再就是量

48、子寿命、真空寿命和Touschek寿命, 以及其它聚焦磁场的影响16. 二者对于束流管道内的电子总数起着相反的作用. 将以上两点统筹考虑, 假设已经损失的电子占束流管道内初始总数的40%. 如果这些电子没有损失, 储存环中的流强就不是100（mA）, 而是180（mA）. 因此, 应按180:300来折算流强为300（mA）时的以上各值. 结果就是, 当储存环中的束流强度（mA）时, 可以计算出电子的静质量（kg）; 电荷量（C）; 波长（m）; 能量（Mev）. 以上分析的目的, 主要是为了提供一种研究方法. 至于合肥800MeV同步辐射源中的电子波长究竟是多少, 当然要以实验值为准. 倘若

49、继续坚持电子是不可进一步再分解的基本粒子, 那么依据公式（1）和（7）, 环中电子波长的实验值应该是（m）. 两种观点的电子波长值相差数百倍, 极易鉴别. 计算光子的静质量及在磁场中偏转半径 假设有两个电子基结合而成的微观粒子, 它们的静质量分别对应于和, 电荷量分别对应于和, 运动速度分别对应于和, 波长分别对应于和, 动量分别对应于和; 分别在两个磁感应强度依次为和的均匀磁场中, 沿着垂直于磁场强度的方向, 做半径依次为和的匀速圆周运动. 依据公式（1）、（4）、（6）、（7）, 有（8）成立. 若针对电子储存环中辐射出的同一个光子, 则令, . 那么,在辐射发生前后的瞬间, 就有如下关系

50、式（9）成立. 其中, 该光子在辐射发生前的运动速度和弯转半径与环中电子相同. 合肥光源800MeV电子储存环中的束流寿命为8小时14-16, 其含义是指电子循环束流的流强由300（mA）下降到100（mA）所持续的时间. 表3中, 电子在储存环中运动, 每圈辐射损失的能量为: 16.31（keV）, 回旋频率为4.533（MHz）. 那么, 从辐射出的光子所具有的能量这个角度, 每个电子在8小时内因辐射而损失的总能量为: （J）,可折算为（Mev）. 显然, 这个值比环中电子的标称能量800MeV大了数百万倍. 在业内, 这是一个众所周知但似乎已被忽略的实验事实. 而前面曾估算过, 当储存环

51、中循环束流的流强由300（mA）下降到100（mA）时, 每个电子能量损失的实际值是（J）二者竟然相差（倍）.实验事实中蕴涵着硬道理. 前文曾指出, 这与电子内部的结合力有关. 在能量守恒的前提下, 当一个由电基子结合而成的微观粒子以辐射形式进一步分解时, 会释放出能量; 反之, 应该吸收能量. 依据公式（2）和（3）可知, 辐射提升了光子的运动速度, 导致其动能大幅增加, 显示出释放了更多的能量. 也就是说, 在这个储存环中电子辐射出的每一个光子所具有的能量, 是这个光子的速度降低到与电子的速度相同时所具有能量的倍. 再依据公式（3）和（4）, 有成立, 结合公式（9）可知, 这个储存环中所

52、辐射出光子的曲率半径, 是该电子束流轨道曲率半径的倍. 现在, 以表3中特征波长（m）的光子为例来说明. 辐射发生前后的瞬间, 它的静质量是同一个值, 电荷量也是同一个值 , 而且都是在同一个（T）的均匀磁场中. 辐射发生前的瞬间, 它的运动速度和曲率半径与储存环中电子相同, 动量为, 能量为; 辐射发生后, 运动速度提升到, 导致它的能量提高到辐射发生前的倍. 依据公式（9）就有方程（倍）解得在（T）的均匀磁场中, 该光子沿着垂直于磁场强度的方向, 做曲率半径（m）的匀速圆周运动. 再将（T）和代入公式（5）, 解出它的运动速度=0.99999999999999999999999993541

53、1624, 或 .然后, 将（m）和代入公式（7）, 再结合公式（1）, 即可求出该光子的静质量（kg）. 经查阅实验检验光子静质量的有关文献18后, 该值极具合理性, 不失为一种测定光子静质量的好方法. 其它相关的计算值, 如动量、能量、电荷量、电子个数等, 不赘. 结论本文最初的目的, 是想给出一种测定光子静质量的方法. 主要的研究背景, 是针对所谓光子的静质量等于零, 而在现实中它却具有能量, 这与爱因斯坦狭义相对论的动能和质能方程相悖. 一路走来, 看似收获颇丰. 而沉思之余, 也不禁耸然. 现罗列如下: 1）通过季灏实验的数据, 可以直观地看到高速电子的能量收敛现象. 依据相关的电磁理论以及狭义相对论的动能和质能方程, 从定性和定量两个不同的角度进行分析和研究. 并以现在普遍使用的电子储存环为例, 考察加速电子的荷质比是否会变化？结论是: 在储存环中, 加速电子的电荷量跟随着它的静质量而同步地散失, 它的荷质比和运动速度都是确定值. 2）依据季灏实验的数据, 计算出在的能量拐点附近, 电子的静质量和电荷量已经同步地下降到原来的40%左右. 只有这样的电子, 才能与爱因斯坦的狭义相对论形成完美的结合. 3）既然电子可以进一步地再分解, 那么就存在一种组成电子的更为基本的粒子电基子. 它的荷质比等于电子