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2019-04-28 10:24 |
原子對撞機(jī)中發(fā)現(xiàn)不可能現(xiàn)象：光子之間竟會(huì)發(fā)生互動(dòng)
你可能沒意識到，光子其實(shí)是一小片、一小片的光。事實(shí)上，光子是光能夠分成的最小片段。你打開燈的一瞬間，無數(shù)的光子從燈泡中噴涌而出、一股腦地涌進(jìn)你的眼睛里，然后被你的視網(wǎng)膜吸收、再轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘�，這樣你就能看到眼前的事物了。 d OXD{c
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你可以想象一下，就在此時(shí)此刻，自己身邊圍繞著多少光子。這些光子不僅來自你房間里的燈，還包括透過窗戶進(jìn)入室內(nèi)、來自太陽的光子。就連你自己的身體也會(huì)產(chǎn)生光子，只不過是以紅外能量的形式發(fā)散出來，需要用夜視鏡才能看見。 tOg=zXm
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當(dāng)然了，所有射電波、紫外線、以及其它各種射線也都無時(shí)無刻不在“轟炸”你，這些都是綿延不絕的光子流。 JAP (|
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簡而言之，到處都有光子的存在。 jnBC;I[:
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這些光的細(xì)小片段本不應(yīng)與彼此發(fā)生相互作用，甚至“意識不到”其它光子的存在。按照物理法則，一個(gè)光子在與另一個(gè)光子擦肩而過時(shí)，不會(huì)發(fā)生任何互動(dòng)。 -Ktwo_ V*
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至少物理學(xué)家過去是這么認(rèn)為的。但在全世界最強(qiáng)大的原子對撞機(jī)中開展的一項(xiàng)新實(shí)驗(yàn)中，研究人員短暫地觀察到了一種不可能發(fā)生的現(xiàn)象：光子竟然相撞了。這里面究竟有何蹊蹺？這些光子有些違反常理，行為表現(xiàn)不像正常的光子，反倒短暫地變成了“虛粒子”。通過研究這些極其罕見的相互作用，物理學(xué)家希望進(jìn)一步揭露光的基本性質(zhì)，甚至發(fā)現(xiàn)全新的高能物理法則，如大一統(tǒng)理論和超對稱理論等。 kk_zVrQ<
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輕輕一碰 Y5%;p33uFG
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通常來說，光子不會(huì)彼此互動(dòng)、或相互碰撞是件好事，否則光子就永遠(yuǎn)無法直線前進(jìn)了，一切也就亂了套。還好，兩個(gè)光子通常都會(huì)徑直擦肩而過，仿佛對方不存在一樣，這是大部分情況下出現(xiàn)的情況。 ]w22@s
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在高能實(shí)驗(yàn)中，我們通過努力，可以讓兩個(gè)光子相撞，不過這種情況發(fā)生的概率極小。物理學(xué)家對這類過程很感興趣，因?yàn)樗軌蚪衣豆獾纳顚颖举|(zhì)，還能幫助我們發(fā)現(xiàn)一些預(yù)料之外的物理現(xiàn)象。 O@,i1ha%
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光子之間極少發(fā)生相互作用，是因?yàn)樗鼈冎粫?huì)與帶電荷的粒子相互聯(lián)結(jié)。這是宇宙的自有規(guī)律，我們無法左右。但假如這就是宇宙規(guī)律，我們又如何才能讓兩個(gè)不帶電荷的光子聯(lián)結(jié)在一起呢？ gCV rC
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光子是什么？ vttrKVA
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這個(gè)問題的答案埋藏在現(xiàn)代物理學(xué)最神秘難解、但又最引人入勝的領(lǐng)域之一中。這個(gè)領(lǐng)域有一個(gè)非常時(shí)髦的名字——量子電動(dòng)力學(xué)。 l l:jsm
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在亞原子世界中，光子不一定是光子，或者說，不一定永遠(yuǎn)都是光子。像電子、光子等粒子會(huì)在運(yùn)動(dòng)過程中不斷切換“身份”。乍看之下，這似乎有點(diǎn)讓人摸不著頭腦：一束光除了一束光之外，還可能是什么呢？ ETelbj;0
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要理解這種奇異行為，我們要稍微擴(kuò)展一下自己的思維。 zoXuFg
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