在物理學(xué)里,電荷守恒定律是一種關(guān)于電荷的守恒定律。電荷守恒定律有兩種版本,“弱版電荷守恒定律”(又稱為“全域電荷守恒定律”)與“強(qiáng)版電荷守恒定律”(又稱為“局域電荷守恒定律”)。弱版電荷守恒定律表明,整個(gè)宇宙的 總電荷量保持不變,不會隨著時(shí)間的演進(jìn)而改變。注意到這定律并沒有禁止,在宇宙這端的某電荷突然不見,而在宇宙那端突然出現(xiàn)。強(qiáng)版電荷守恒定律明確地禁止 這種可能。強(qiáng)版電荷守恒定律表明,在任意空間區(qū)域內(nèi)電荷量的變化,等于流入這區(qū)域的電荷量減去流出這區(qū)域的電荷量。電荷為何守恒呢?其實(shí),電荷守恒的本質(zhì)是由基本粒子的結(jié)構(gòu)決定的。
基本粒子是相互繞轉(zhuǎn)的兩個(gè)半元電荷,其遵循的規(guī)律是:M^2R=Q,其中,M是基本粒子的質(zhì)量、R是基本粒子的空間半徑、Q是常數(shù)?,F(xiàn)有理論的其他所謂的基本粒子都是由基本粒子組合而成的,單獨(dú)的半元電荷是不存在的,也就是說,基本粒子存在三種形式:正元電荷基本粒子、負(fù)元電荷基本粒子和中性基本粒子。正元電荷基本粒子帶一個(gè)元電荷的正電量、負(fù)元電荷基本粒子帶一個(gè)元電荷的負(fù)電量、中性基本粒子,正、負(fù)半元電荷平衡,雖然不顯電性,本質(zhì)上也是帶一個(gè)元電荷的電量。也就是說,一個(gè)基本粒子帶一個(gè)元電荷的電量。這一結(jié)論被美國物理學(xué)會2022年冬季學(xué)術(shù)交流會議錄用,錄用截圖摘要如下:
由基本粒子的組成可以看出:基本粒子的質(zhì)量可以改變、空間半徑也可以改變,但是基本粒子質(zhì)量的平方與基本粒子空間半徑的乘積始終不會改變。
在宇宙的演化過程中,不論宇宙中的物質(zhì)發(fā)生怎樣的變化,也就是說,宇宙或許局部會出現(xiàn)帶正電的物質(zhì),或出現(xiàn)帶負(fù)電的物質(zhì),但是,一般情況下宇宙整體是呈現(xiàn)中性的,退一步說,即使宇宙不呈現(xiàn)中性,宇宙的基本粒子總數(shù)不會改變。
基本粒子是宇宙最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),是永恒不變的存在。不論宇宙大的不可想象,還是小的不可琢磨(奇點(diǎn)),也就是說,即使正元電荷基本粒子、負(fù)元電荷基本粒子和中性基本粒子中的半元電荷發(fā)生交換、重新組合,但是三種基本粒子的總和永遠(yuǎn)也不會改不。
既然一個(gè)基本粒子帶一個(gè)元電荷的量,而基本粒子的數(shù)量是守恒的,那么電荷一定是守恒的,這就是電荷守恒定律的本質(zhì)。
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