计算基准:螺旋空间模型核心公设
以下推导均以精细结构常数α = 1/137.035999084(21)为唯一几何输入参数,所有预测均从该参数导出,无自由可调参数。
使用的基本物理常数(CODATA 2018):
物理常数符号数值
光速c2.99792458×10?? m/s
约化普朗克常数??1.054571817×10?????? J·s
电子质量m_e9.1093837015×10?????? kg = 0.51099895 MeV/c??
质子质量m_p1.67262192369×10?????? kg
= 938.272088 MeV/c??
μ子质量m_μ1.883531627×10?????? kg
= 105.6583755 MeV/c??
顶夸克质量m_t172.76 GeV/c??
W玻色子质量m_W80.379 GeV/c??
Z玻色子质量m_Z91.1876 GeV/c??
希格斯真空期望值v246.22 GeV/c??
牛顿引力常数G6.67430×10?????? m??·kg????·s????
太阳质量M☉1.98847×10???? kg
太阳史瓦西半径R_s☉2.953 km
精细结构常数α1/137.035999084 = 7.2973525693×10????
普朗克质量M_pl1.220890×10???? GeV/c??
光速c2.99792458×10?? m/s
约化普朗克常数??1.054571817×10?????? J·s
电子质量m_e9.1093837015×10?????? kg = 0.51099895 MeV/c??
质子质量m_p1.67262192369×10?????? kg
= 938.272088 MeV/c??
μ子质量m_μ1.883531627×10?????? kg
= 105.6583755 MeV/c??
顶夸克质量m_t172.76 GeV/c??
W玻色子质量m_W80.379 GeV/c??
Z玻色子质量m_Z91.1876 GeV/c??
希格斯真空期望值v246.22 GeV/c??
牛顿引力常数G6.67430×10?????? m??·kg????·s????
太阳质量M☉1.98847×10???? kg
太阳史瓦西半径R_s☉2.953 km
精细结构常数α1/137.035999084 = 7.2973525693×10????
普朗克质量M_pl1.220890×10???? GeV/c??
光速c2.99792458×10?? m/s
约化普朗克常数??1.054571817×10?????? J·s
电子质量m_e9.1093837015×10?????? kg = 0.51099895 MeV/c??
质子质量m_p1.67262192369×10?????? kg
= 938.272088 MeV/c??
μ子质量m_μ1.883531627×10?????? kg
= 105.6583755 MeV/c??
顶夸克质量m_t172.76 GeV/c??
W玻色子质量m_W80.379 GeV/c??
Z玻色子质量m_Z91.1876 GeV/c??
希格斯真空期望值v246.22 GeV/c??
牛顿引力常数G6.67430×10?????? m??·kg????·s????
太阳质量M☉1.98847×10???? kg
太阳史瓦西半径R_s☉2.953 km
精细结构常数α1/137.035999084 = 7.2973525693×10????
普朗克质量M_pl1.220890×10???? GeV/c??
预测一:电子电偶极矩(eEDM)
1.1 物理动机
在标准模型中,电子被视为点粒子,CP破坏来源仅限于CKM矩阵的Jarlskog不变量,导致电子电偶极矩d_e < 10?????? e·cm,实验上无法观测。在螺旋空间模型中,电子具有内禀左手单极螺旋结构,电荷分布沿螺旋角θ方向产生微小偏心,自然导致非零电偶极矩。
1.2 模型方程推导
步骤1:电子的螺旋半径即约化康普顿波长:
r_e = ??/(m_e·c) = 3.8615926796×10?????? m
步骤2:螺旋空间与我们的时空轴之间的螺旋角θ由速度比决定:
tanθ = v_a/v_r = α, θ = arctan(α) ≈α - α??/3 ... ≈ 0.4183°
步骤3:电子电荷分布沿螺旋线延展,等效电荷中心相对于质量中心产生轴向偏移:
Δz ≈ r_e · (1 - cosθ) ≈ r_e ·θ??/2
代入θ≈α(小角度近似θ