在物理学中光有太多常人无法理解的怪异现象

360影视 日韩动漫 2025-05-13 13:16 1

摘要:在物理学中,光有太多常人无法想象的怪异现象。最颠覆常识的一个现象就是光子并不是一个小球粒子,光子压根就没有形状和体积,甚至也没有边界。光子本身甚至是无限大的。对你没有听错,光子是无限大的。同时这个无限大的光子既没有时间概念,又是最小的能量单位。这种听起来前后矛

在物理学中,光有太多常人无法想象的怪异现象。最颠覆常识的一个现象就是光子并不是一个小球粒子,光子压根就没有形状和体积,甚至也没有边界。光子本身甚至是无限大的。对你没有听错,光子是无限大的。同时这个无限大的光子既没有时间概念,又是最小的能量单位。这种听起来前后矛盾的论述,却隐藏着极其深刻的物理法则。

首先光本身并不是抽象的事物,而是具有客观实体,这个实体就是光子。如今我们已经知道光子是一种基本粒子,在标准模型中,我们已经找到构成世界的61种基本粒子。而基本粒子又分为费米子和玻色子。

·费米子是构成物质结构的基本粒子,比如夸克和电子。

·而玻色子是负责传递物质之间相互作用的基本粒子,比如胶子、光子和wz玻色子。

光子是负责传递电磁力的传播子,光子在两个粒子之间以光速交换,才维持了电磁力的正常运作。但是光子本身是什么样子的,我们依旧没有深刻的认知。

量子力学经过了半个多世纪的发展,从最初的旧量子论,到量子电动力学、量子色动力学,再到量子场论,如今最为先进的量子理论就是量子场论。基于量子场论,物理学家建立起了标准模型。在量子场论的预设中,每一种基本粒子都是一种场,比如光子就是光子场,电子就是电子场,夸克就是夸克场。

量子场是一种很抽象的概念,这种场在理论上可以延伸到宇宙各个角落,所以光的本质就是一种可以延伸到宇宙每一个角落的物质状态。光磁场本身是一种模糊,没有边界的存在,这就导致光子变得无限大。由于光子场的这种特性,导致光子可以同时处于多个位置,所以光的本质就是一种具有不确定性原理和量子叠加特性的光量子。

由于光是一种量子,而量子又是一种不可细分的物理概念,这就导致光子也是能量传递的最小载体。其实严格来说,能量传递的最小载体并非一定是光子,而是能量传递的最小单位,一定是静止质量为0的粒子。而在标准模型中,静止质量为零的粒子只有胶子和光子。由于胶子被束缚在原子核内,所以胶子并不常见,于是一般就认为是光子承担了能量传递的最小单位。

在量子世界存在各式各样的粒子,粒子之间的相互作用就是能量传递的过程,比如各种衰变和辐射。而能量传递的过程必然需要一种粒子作为载体,比如电子释放能量就是辐射光子的过程,夸克衰变释放能量就是通过w或z玻色子的弱力作用释放正反电子和正反电子中微子的过程。

所以能量传递的本质就是物质之间通过交换粒子来实现的,粒子具有质量,这些质量即能量。能量传递的过程会交换很多类型粒子,但只要这些粒子具有静止质量,理论上它就会衰变,即便是基本粒子,只要它的静质量不为零也会衰变或辐射。

对于基本粒子来说,每一次能量的传递就意味着一次衰变或辐射,但是粒子并不能无限衰变下去,衰变也具有终点,这个终点就是衰变成净质量为0的粒子。理论上几乎绝大部分粒子衰变的终点就是光子,而光子不能再衰变了,因为光子本身的静止质量为0,所以光子并没有经历时间,自然也就不会发生任何改变和衰变。

来源:不要不要牙牙一点号

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