如果你没有意识到,光子是很小的光。事实上,它们是可能存在的最小的光。当你打开一盏灯的时候,大量的光子从灯泡里蹦出来,撞进你的眼睛,它们被你的视网膜吸收,变成电信号,这样你就能看到你在做什么。
所以,你可以想象任意时刻有多少光子围绕着你。不仅来自你房间里的灯光,杏耀开帐号光子也会从太阳照射进来。即使是你自己的身体也会产生光子,但一直到红外线能量下降,所以你需要夜视镜才能看到它们。但它们还在那里。
当然,所有的无线电波、紫外线和其他的光线不断地以无穷无尽的光子流轰击你和其他一切。
它是光子无处不在。
至少物理学家是这么想的。但在世界上最强大的原子加速器内进行的一项新实验中,研究人员发现了不可能的事情:光子相互碰撞。抓住吗?这些光子有点偏离了它们的游戏规则,这意味着它们的行为不像它们自己,而是暂时变成了“虚拟的”。通过研究这些极其罕见的相互作用,物理学家希望揭示光的一些基本性质,甚至可能发现新的高能物理,比如大统一理论和(也许)超对称性。
一个轻触
通常,光子不相互作用或相互反弹是件好事,因为这将是一个完全疯狂的地方,
杏耀娱乐防劫持教学,光子永远不会以任何直线运动。所以,谢天谢地,两个光子会彼此擦身而过,就好像另一个根本不存在一样。
也就是说,大多数情况下。
在高能实验中,我们可以(通过大量的努力)让两个光子相互撞击,尽管这种情况很少发生。物理学家对这种过程很感兴趣,因为它揭示了光本身的一些非常深奥的性质,有助于揭示一些意想不到的物理现象。[18次量子粒子让我们大吃一惊]
光子很少相互作用,因为它们只与带电荷的粒子相连。这只是我们必须遵守的宇宙规则之一。但如果这是宇宙的规律,那么我们怎么可能让两个没有电荷的光子相互连接呢?
当光子不是
答案就在现代物理学中最神秘、最有趣的方面之一,它有一个时髦的名字——量子电动力学。
在这张亚原子世界的图片中,光子不一定是光子。至少,它不总是光子。像电子和光子这样的粒子以及其他所有的-on粒子不断地来回翻转,在它们移动的过程中改变着它们的身份。乍一看似乎令人困惑:比如说,一束光怎么可能不是一束光呢?
为了理解这种古怪的行为,我们需要稍微扩展一下我们的意识(借用一个短语)。
以光子为例,当它们传播时,每隔一段时间(请记住这是非常非常罕见的),人们可以改变它的想法。它不只是一个光子,它可以变成一对粒子,一个带负电荷的电子和一个带正电荷的正电子(电子的反物质伙伴),一起运动。
眨一下眼睛,你就会错过它,因为正电子和电子会找到对方,当物质和反物质相遇时,它们会湮灭,噗。奇数对会变成光子。
由于各种复杂的原因,现在还无法解释,当这种情况发生时,这些对被称为虚粒子。我只想说,在几乎所有的情况下,你永远无法与虚拟粒子(在这种情况下,是正电子)互动,你只能与光子交谈。
但并非所有情况都是如此。
黑暗中的一盏灯
阿特拉斯团队在法国和瑞士边境下的大型强子对撞机上进行了一系列实验,最近提交给了在线预印本杂志arXiv。在这些实验中,他们花了太多时间将铅核以接近光速的速度相互撞击。然而,他们并没有让铅粒子相互撞击;相反,这些碎片非常、非常、非常、非常接近。[图片:世界上最大的原子加速器(LHC)]
这样,铅原子就不用去处理巨大的碰撞,包括很多额外的粒子、力和能量,它们只是通过电磁力相互作用。换句话说,它们只是交换了大量光子。
每隔一段时间——极其罕见地——其中一个光子会短暂地变成一对,由正电子和电子组成;然后,另一个光子会看到其中一个正电子并与之交谈。会发生交互作用。
现在,在这个相互作用中,光子只是撞上了电子或者正电子然后沿着它自己的轨道,没有受到任何伤害。最终,正电子找到了它的伴侣,变成了光子,所以两个光子相互碰撞的结果就是两个光子相互反弹。但是他们能够互相交谈是非常了不起的。
非凡的如何?在几万亿次碰撞之后,研究小组总共探测到了59个潜在的十字路口。59。
但是这59个相互作用告诉我们关于宇宙的什么呢?首先,他们证实了光子并不总是光子。
通过深入研究这些粒子的量子本质,我们可以学到一些新的物理知识。例如,在一些突破已知粒子物理学边界的奇特模型中,这些光子相互作用的速率略有不同,这可能为我们探索和测试这些模型提供了一种可能。目前,我们没有足够的数据来说明这些模型之间的区别。但是现在这项技术已经建立起来,我们可能会取得一些进展。
你必须原谅这里很明显的结尾双关语,杏耀注册帐号但希望很快,我们就能对情况有所了解。