为何光速只适用于光子?

2023-08-09 13:55:12 来源:宇宙探索

打印 放大 缩小

光,确实很特殊。爱因斯坦在20世纪初提出了伟大的狭义和广义相对论。其中狭义相对论的基本前提就有“光速不变原理”,光速是绝对的,在任何参照系下都保持不变。


【资料图】

那么,光为何如此特殊呢?为何总是会以光速飞行呢?甚至没有任何加速过程?

我们需要从人类现代科学的发展过程来寻找答案,首先从粒子标准模型说起。

刚才说了,爱因斯坦提出了伟大的相对论,之后量子力学也横空出世,为了统一两大理论,量子场均也问世了。

不过量子场论只是统一了狭义相对论和量子力学,并没有把广义相对论纳入进来。于是科学家们不断努力探索,继续从微观领域入手。

在大型粒子对撞机的帮助下,科学家们让微观粒子以非常接近光速的速度发生碰撞,碰撞瞬间产生超强能量,产生了很多基本粒子。随着基本粒子越来越多,就会显得越来越混乱,就像“粒子动物园”一样,混乱无序。

于是科学家们准备把所有的粒子进行有效分类,粒子标准模型呼之欲出。在该模型体系下,原来混乱无序的“粒子动物园”,一下子变得井研有序。

简单讲,所有的基本粒子其实都可以归纳为两种,分别是费米子和玻色子。

所谓的费米子,就是我们平时所说的基本粒子,比如说电子,夸克等。这样理解会更容易,把一个物体不断分割,最终剩下的不能分割的部分就是费米子。

而胶子更好理解了,费米子通过相互组合,成为更大的宏观物体,而费米子之间的组合需要一定的力量,而胶子就负责传递力量,说白了,胶子就像一根绳子一样,把费米子连接在一起。

比如说质子和中子都是由三个夸克组成,三个夸克如何结合在一起的呢?通过胶子传递强力结合在一起,胶子就是一种玻色子。

除了胶子之外,光子,中间玻色子和引力子都是玻色子,光子传递电磁力,中间玻色子传递弱力,引力子传递引力。不过目前科学家们还没有找到引力子存在的证据,引力子还是一个假象概念。

那么粒子标准模型和光子必须以光速飞行有什么关系呢?

这就需要希格斯场和希格斯粒子登场了。科学家们认为,希格斯场充满了世界每个角落,而希格斯粒子是希格斯场受到扰动形成的,也被称为“上帝粒子”,因为万物的质量都是因为希格斯粒子的存在而形成的。

具体怎么回事呢?

简单讲,基本粒子在运动的过程会与希格斯粒子发生相互作用,从而会减速,在减速的过程中获得了质量。

也就是说,其实微观粒子本来都应该以光速飞行的,而且一出生都以光速飞行,也都是没有静质量的,正是因为希格斯粒子的存在,对微观粒子起到了减速作用,在这个过程中赋予了基本粒子以质量,所以想电子等微观粒子并不是以光速飞行。

不过,光子比较特殊,它并不会与希格斯粒子发生任何相互作用,所以光子的速度就是光速,而且一生下来就是光速,也没有任何加速过程。

除了光子之外,胶子也不会与希格斯粒子发生作用,所以胶子的速度同样为光速,与光子的性质很像。

希格斯场和希格斯粒子的概念一开始其实也是假设,科学就是这样,基本上都是通过“大胆假设,小心求证”的方式不断向前发展的。

既然是假设,证据就很重要。科学家们花了很长的时间来寻找希格斯粒子存在的证据,终于在2012年找到了,也是通过大型粒子对撞机找到的。而最初提出希格斯场和希格斯粒子的物理学家希格斯,也因此获得了诺贝尔物理学家,这是对他最大的褒奖!

关键词:

责任编辑:ERM523

相关阅读

精彩推送

为何光速只适用于光子? 动力煤:下游按需采购 产地市场止跌暂稳
韩国“杀人预告”发帖者动机多为引起关注或酒后玩笑,超一半为未成年人 马上评|高排片点映是不是“孤注一掷”?
华西证券给予上汽集团买入评级,系列点评六十五:合作奥迪技术输出电动智能转型加速 能建尽建,塔牌集团上半年厂内光伏收入109.96万 同比大涨146.04%
SMM快讯 乐惠国际8月9日加速下跌
远兴能源董秘回复:阿拉善天然碱项目正按计划推进中 省地矿局物化探院为国家水利工程白蚁防治提供技术支撑
胜利管道(01080.HK)将于8月19日举行董事会会议以审批中期业绩 成功发射!全天候应急遥感监测能力进一步增强
新茶饮品牌,迎来“上市潮”? 文旅部、工信部启动“5G+智慧旅游”应用试点项目申报工作
山东菏泽发生2.6级地震,震源深度10公里 建中街街道:深耕书香街道建设 引领全民阅读之风
海南:2030年全面禁售燃油车,目标累计推广新能源车超150万辆 china公会解散了吗(china公会吧)
盛天网络:董事王俊芳拟减持不超过86522股 黄石公交陷运营困境,司机为省电不开空调
史上最贵暑期档?原因找到了! 2023来金堂惠生活消费券怎么领?
科技动感兼备的新能源SUV强势进军市场 “堡”你进球 实况足球×汉堡王 联动开启
航海纷争船员搭配 航海纷争船员搭配分享 机战w机体(关于机战w机体的基本详情介绍)
美专家认为:鼓吹“脱钩”令世界充满风险 农民集体经济组织成员之间互换房屋如何确权登记
兴业银行宁波分行:数字金融支持中小出口企业“走出去” 潮流文艺范 上海首届马路生活节来啦!| 上海歆克勒
2023安徽铜陵市义安区中小学幼儿园新任教师招聘进入体检程序人员及有关事项公告 2023申城全民健身日:免费指导助热练
林肯公园十大劲爆歌曲视频(林肯公园十大劲爆歌曲) 唐人神(002567):2023年7月生猪销售简报
华泰柏瑞基金王烨斌:说说可转债 投资形势整体向好 稳增长成效较明显秦川园区上半年经济稳中有进
让乡村人才留得下能创业(一线行走) 外媒:泽连斯基称盟友“逼他同意与俄罗斯谈判”
一辈子不考驾照的好处,学车能看出一个人智商 百万医疗保险怎么买?一年交多少钱
今夏被一种裙子惊艳了,叫“裹身裙”!时髦显瘦,气质都变高级了 成都大运会 | 一封陌生孩子的来信,让记者动情
出口跃居世界首位 中国汽车工业换道领先 Nickel Industries完成对华越镍钴10%权益收购
淮安涟水:特色田园乡村 绘就村富民强“新画卷” 李大霄:CPI环比转涨属于利好消息,下半年大力刺激消费物价有望回升助推牛市
金发科技:刺激消费政策对公司产品销售产生正面影响 世界黄金协会:二季度全球黄金需求仍保持良好势头,央行购金需求略微放缓
市民游客文明旅游 畅享城市烟火气 热搜第一!花呗深夜回应
重大利空,出口数据大跌,如果周三指数暴跌,是抢反弹的好机会 “政校社”协同联动,坪山区首个学科教师“地毯式”培训班落幕
魅达(深圳)网络科技有限公司(魅达) CRO概念股震荡拉升 诺泰生物涨近10%
英伟达 CEO 黄仁勋:我们 5 年前把一切都押在了 AI 上 “嘎子”谢孟伟捐赠物资作假?当地政府回应:他真的捐了,物资已收到
水质监测员熊小波:“百平实验室”里绽放出绚丽人生 医疗领域掀起反腐风暴,专家:行业腐败近年更加蔓延、隐秘
相约暖城 内蒙古自治区第十五届运动会开幕 李想放言“50万以上所有乘用车销量第一” !纯电MPV理想MEGA遭泄密
安徽省属企业上半年主要指标平稳向好 中国人寿海外拟发行10NC5美元次级资本债券,最终指导价5.35%
必胜客会员月上线全新会员分级体系 福利焕新升值 具体是什么情况? [赛马娘怪文书]当担当看到训练员与骏川小姐她们搭话
国家统计局:7月份工业生产者出厂价格同比下降4.4% 【赛博朋克2077mod】性感女孩的海报安装教程 玩家动力
北京:向各中央单位、解放军、武警部队、中央企业、兄弟省区市和社会各界的关心支持表示衷心感谢! 弹射王丨凉风至,慢看秋,蛋挞们一起过立秋~
羊肉行业市场深度分析:上半年全国活羊价格先涨后跌 宿迁经开区——事争一流 唯旗是夺 当好高质量发展开路先锋
山东省金乡县:53名护理人员角逐全县应急救护技能竞赛 味蕾上的江苏·本土美食志 日历 | 青蒜烫百叶:乡土版“烫干丝”
帕瓦股份:8月8日融资买入8.31万元,融资融券余额3594.06万元 泰安市东平县举行东原永新新型建材产业园观摩交流会议
甘肃省“全民健身日”暨“万村女性”社会体育指导员培训计划启动 盟固利(301487)今日上市,发行价格5.32元/股
推进全民健身,惠州100余项群众体育活动来啦 “熊猫杯”征文大赛启动
一男子非法买卖账号被壶关警方抓获 济南这一重要片区,最新规划公示
出口跃居世界首位 中国汽车工业换道领先 黎平县口江乡“三个一”助力精神文明建设
全球光伏装机需求猛增,这家支架企业“战绩”势不可挡 餐盘持续“上新”!前7个月百姓餐食相关商品进口表现出色
冀东装备8月9日快速反弹 专家:钇[90Y]树脂微球手术助转化降期 为肝癌患者重燃生机
辽金和田黄玉马 大动作不断!央企资产整合紧锣密鼓 国企重组释放重要信号
几千万的红玉籽料 已赔付4.32亿元
防止技术外流 日本财团拟斥巨资收购东芝 冠龙节能8月9日盘中涨幅达5%
根据《汉堡晨邮报》的说法,朔恩劳即将回到球队开始... “3D照相馆”、乒乓球机器人……一起感受大运会的智能黑科技
农业数字化 种地更高效 美国基本面表现优势 有利于美元维持涨势
暑期游高峰迎来第二波 上市旅企开启“夜间不打烊”模式 海利尔:8月8日融资净买入319.15万元,连续3日累计净买入441.99万元
女子网购2百多却被扣款3千多 花呗官方回应 沪深股通|科大国创8月8日获外资卖出0.11%股份