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假如一个粒子没有质量,它怎么可能存在?

admin 2019-10-28 138人围观 ,发现0个评论

如果让不是理论粒子物理学家的人来想象一个粒子,洋灵超话大部分人会把粒子想象成在空间中上下跳动的小球。但这并不完全正确。证明它的一种方法:试着把那个小球想象成一个没有质量的粒子。

有时候,“质量”和假如一个粒子没有质量,它怎么可能存在?“重量”这两个词可以互换使用。因为物体的质量是通过它对力的抵抗来测量的。当我们拿起某样东西来测它的重量时,它是在抵抗地球的引力,所以物体在地球上的重量实际上是它质量的一种测量。

质量的定义

然而,质量不仅仅是对引力的抵抗,尤其是在最小物质的尺度上。因此,物理学上对质量的定义变得有点复杂。

根据粒子物理标准模型的假如一个粒子没有质量,它怎么可能存在?希格斯机制假如一个粒子没有质量,它怎么可能存在?,大多数基本粒子,如电子、子和夸克,其质量来自于它们穿过希格斯场时产生的阻力。希格斯场对一个粒子的阻力越大,它的质量就越大。当涉及到像质子和中子这样由夸克组成的复合粒子时,它们的大部分质量来自于把夸克束缚一起的强核力。

另一方面,光子和胶子这两种携带基本力的粒子也是基本粒子,所以它们不像复合粒子那样会由强核力作用产生质量。不过,这两种基本粒子也不受希格斯场的影响,它们在穿过希格斯场时不会产生阻力作用。事实上,它们没有质量。

无质量粒子也是存在的

可以说,无质量粒子是纯粹的能量。这些能量量子没有边缘,也没有表面假如一个粒子没有质量,它怎么可能存在?。不过,一个粒子有能量就足以产生一种有意义的存在感。而且正因为不受希格斯场的影响,光子和胶子这样的无质量粒子必然会以光速运动假如一个粒子没有质量,它怎么可能存在?。

另一方面,理解粒子的更好方式是将其视为量子场上的假如一个粒子没有质量,它怎么可能存在?涟漪。量子场的振动模式类似于吉他弦上的谐波,如果以正确的频率拨动它,就会得到一个粒子。

在粒子物理学中,光子和胶子都是是无质量的粒子(无静质量),它们也被称为规范玻色子。光子传递电磁力,胶子传递强核力。另外,理论上还存在传递引力的规范玻色子——引力子,这种粒子也被认为是无质量的,但它的存在尚未得到证实。

无质量粒子的特性

无质量粒子有一些独特的性质,它们是完全稳定的。不像其他粒子,无质量粒子不会失去能量,而衰变成质量较小的粒子对。

因为无质量粒子所有的能量都是动能,所以它们总是以光速运动。并且由于狭义相对论,以光速运动的物体实际上不会变老和衰变。所以从这个意义上来说,无质量粒子是永恒的。

无质量粒子也会受到引力作用

根据广义相对论,引力不但影响任何有质量的物体,而且也会影响任何有能量的东西,即使是一个没有质量的粒子也会受到引力作用。正因为如此,光线经过诸如星系团等大质量天体附近时,它们的传播路径会发生偏转,从而产生显著的引力透镜效应。

光子和胶子是目前已知唯一的两种无质量粒子,但宇宙中可能还存在其他无质量粒子,例如,引力子,甚至三种中微子中最轻的那种(中微子)有可能是没有质量的。或许宇宙中存在很多没有质量的东西,它们存在于我们所不知的宇宙中。

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