3. Huai-Yu Wang, The behaviors of the wave functions ...

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Volume 36: Pages 140-148, 2023

The behaviors of the wave functions of small molecules with negative kinetic energies

Huai-Yu Wanga)

Department of Physics, Tsinghua University, Beijing 100084, China

 

According to relativistic quantum mechanics, particles can be of negative kinetic energies (NKE). The author asserts in his previous works that the NKE substances are dark matters. Some NKE particles, say a pair of NKE electrons, can constitute a stable system by means of the repulsive interaction between them. In the present work, two simplest three-particle systems are investigated. One consists of two NKE positrons and one NKE proton, called dark hydrogen anion. The other is composed of two NKE protons and one NKE positron, called dark hydrogen molecule cation. They are so named because the Hamiltonians of them can correspond to those of the hydrogen anion and hydrogen molecule cation. In evaluating the dark hydrogen molecule cation, the famous Born–Oppenheimer approximation does not apply, i.e., the NKE of the protons cannot be neglected. Without the NKE, the system cannot be stable. Our study reveals that in a NKE system, the particles with the same kind of electric charge combine tightly. This is to enhance the repulsive Coulomb potential so as to raise the total energy as far as possible. A great amount of NKE particles can compose a dense and dark macroscopic NKE body. Thus, it is conjectured that some remote dark celestial bodies may be NKE ones other than the well-known black holes. The discrepancies between the black holes and macroscopic NKE bodies are pointed out.

 

Selon la mécanique quantique relativiste, les particules peuvent avoir des énergies cinétiques négatives (NKE). L'auteur croit dans ses travaux antérieurs que les substances NKE sont des matières noires. Certaines particules NKE, disons une paire d'électrons NKE, peuvent constituer un système stable grâce à l'interaction répulsive entre elles. Dans le présent travail, deux systèmes à trois particules les plus simples sont étudiés. L'un est constitué de deux positrons NKE et d'un proton NKE, appelé anion hydrogène noir. L'autre est composé de deux protons NKE et d'un positron NKE, appelé cation de la molécule d'hydrogène sombre. Ils sont ainsi nommés parce que leurs hamiltoniens peuvent correspondre à ceux de l'anion hydrogène et du cation de la molécule d'hydrogène. Lors de l'évaluation du cation de la molécule d'hydrogène sombre, la célèbre approximation de Born-Oppenheimer ne s'applique pas, c'est-à-dire que le NKE des protons ne peut pas être négligé. Sans le NKE, le système ne peut pas être stable. Notre étude révèle que dans un système NKE, les particules ayant le même type de charge électrique se combinent étroitement. Il s'agit d'augmenter le potentiel de Coulomb répulsif afin d'élever l'énergie totale autant que possible. Une grande quantité de particules NKE peut composer un corps NKE macroscopique dense et sombre. Ainsi, il est supposé que certains corps célestes sombres éloignés peuvent être des corps NKE autres que les trous noirs bien connus. Les écarts entre les trous noirs et les corps NKE macroscopiques sont mis en évidence.

 

Key words: Negative Kinetic Energy; Hydrogen Anion; Dark Hydrogen Anion; Hydrogen Molecule Cation; Dark Hydrogen Molecule Cation; Black Hole; Born–Oppenheimer Approximation.

 

Received: December 6, 2022; Accepted: March 5, 2023; Published Online: March 24, 2023

 

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