微观粒子到底是什么东西?可以用量子场论通俗理解!

宇宙时空 2024-07-16 15:32:29

当我们深入探索微观世界的奥秘时,量子场论以其独特的视角为我们提供了理解微观粒子的新方式。

不同于薛定谔方程对量子物体波动性质的描述,量子场论在处理接近光速的粒子时,能够更好地符合狭义相对论原理。它将时间和空间置于同等重要的地位,克服了薛定谔方程在相对论效应面前的局限。

量子场论不仅是一个理论框架,它整合了经典场论、狭义相对论和量子力学的核心思想,用量子化的波场来描述粒子。在这一理论中,粒子被看作是时空中传播的场的量子化波,这一观点深刻地揭示了波与粒子的不可分割性。

在经典场论中,我们熟悉了诸如位移场、电磁场等概念,它们都是连续的物理量,可以在空间中任意一点取值。然而,当这些经典场被量子化后,它们表现出了截然不同的性质。以电磁场为例,量子化后的电磁场不再是连续的波动,而是由一系列离散的波包组成,这些波包被称为光子。

波包的量子化意味着,电磁场的能量是分立的,只能取特定的量子化值。同样,其他粒子如电子、夸克等也被看作是相应量子场的激发,它们的出现和消失表现为量子场中波的产生和湮灭。这种波粒二象性强调了粒子在微观尺度上表现出的波动性质,而这种波动性质在经典物理中是无法理解的。

量子场论的数学表述揭示了自然界的离散与连续之间的微妙平衡。就像海洋中的波浪可以看作是连续的水体振动,但实际上它们是由离散的波包组成一样,量子场既表现为连续的波动,也具有离散的量子化特性。这种波与粒子的双重性质,是通过量子场的振幅来表达的,振幅的大小直接关联到量子场的能量和粒子的数量。

在量子场论中,虚拟粒子以数学的形式存在,它们是量子场波动的一部分,但不同于真实的粒子,虚拟粒子无法被直接观测。它们存在的时间极短,寿命远低于我们可以探测的时间尺度。尽管如此,虚拟粒子在量子场中扮演着重要的角色,它们通过与真实粒子的相互作用,影响着量子场的动态。例如,虚粒子的产生和湮灭是量子场自发辐射和吸收能量的过程,这些现象在许多物理过程中都是至关重要的。

虽然虚粒子不可直接观测,但它们在量子场论中并非虚无缥缈。正是这些短暂存在的粒子,为我们提供了量子场动态的线索。卡西米尔效应便是一个典型例子,它展示了虚粒子如何在宏观尺度上产生可测量的物理效应。在卡西米尔效应中,两块紧邻的金属板之间的虚粒子数目差异,会导致板之间产生压力差,这种压力差可以通过精密的实验设备检测到。

量子场的背景作用则更加微妙而普遍。就像海洋中的波浪不断产生和消失,量子场也持续地在空间中产生和湮灭粒子。当能量被添加到量子场中时,粒子就会从场中显现出来;而当粒子与场相互作用,将其能量释放回场中时,粒子就会消失。这一过程不仅发生在宇宙的深处,也发生在我们周围的每一个角落,它是量子场论描述粒子产生与消失的物理图景。

量子场论不仅是量子力学和狭义相对论的桥梁,更是现代物理学的基石之一。在标准模型中,所有基本粒子都被看作是量子场的激发,这些场的相互作用和能量交换导致了粒子的产生和湮灭。这一理论框架成功地解释了粒子的多样性和它们之间的相互作用,将自然界的基本力量统一在一个数学模型之中。

当前,量子场论的研究正向着更深层次的物理现象推进,包括量子重力和弦论等领域。这些研究不仅试图解决量子场论自身的一些未解之谜,如量子真空的能量问题,还试图将量子场论与其他物理理论相结合,以期构建一个更为完整和统一的物理理论。未来的研究可能会带领我们进入一个全新的物理世界,揭示更多关于宇宙的奥秘。

0 阅读:71
评论列表
  • 2024-08-13 20:11

    理论物理学进展缓慢(倒退)的原因::::: (1)有不少观念认为,先创造假说~再验证证明,就是科学。这其实是一种悖论斯坦式两头骗术!!!假说认知自然有任何成功先例吗?数字文字概念符号包括几何公设(黎曼欧几里得),都是经验的理想化抽象(所谓形而上学当然也是唯物主义),不预测任何真实,用于表达真实。与假说根本不同。………光速不变假说预测真实显然不能冒充公设,它不仅创造假说,还违背相对速度公理。(2)悖论斯坦的号称证明也是骗术!!!自然规律是全称命题,象万有引力定律一样,证伪当然有效,证明/证实当然无效,一天证明10000次也没用,号称证明当然是斯坦骗术。牛顿自然哲学的观点是观测归纳,还是必要充分真实的归纳,明确反对创造假说!!!创造假说号称证明,是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖的狂妄骗术。祸害时空观,祸害质量能量物理概念,祸害自然认知方法。。。 (3)悖论斯坦骗术已经成了一种十分强大的科学时髦。实在是恐怖和难以理解的!!! (4)倒退是指创造假说泛滥,攻击已有物理公理物理概念和认知方法,以认知进化否定绝对真理,祸害哲学。 ………骗子太多,到处造神鼓吹悖论骗子,国家必然倒霉!

  • 2024-08-13 20:11

    悖论斯坦五大骗术V2:: ——1.蔑视自然创造反公理假说(骗),由反公理假说演绎方程(骗),号称证明全称假说命题(骗)。 ——2. 数学假装物理,创造虚幻数学“物理概念”,破坏基本概念和认知体系。搞些莫名其妙的虚幻数学“相对时空”数学“质量”数学“能量”。相对速度是无穷多的,哪有高低速之分?还编造一个绝对速度钉子户?力与质量需要宏观微观两套规则? ——3. 以必然有不确定性的观测精度攻击确定性的引力公理,以必然有的认知进化祸害绝对真理。以宏观现象为基础的电磁理论描述微观粒子电磁行为明显不足,两朵乌云不奇怪,他却借机破坏伽利略变换! ——4. 指鹿为马,指马为鹿,“波粒二象性”,破坏认知自然的最核心根基——确定性。狗都认识自己的主人知道真假,不搞二象性。 ——5. 无中生有创造假说(鬼),用解释稀奇谎称证明且无耻于悖论(已有效证伪),却要求别人证明没有鬼,搞万能骗术!!!………水星进动证明的大笑话:(A).号称证明全称公设是欺骗。 (B).忽视了水星的电磁力等等影响因素(1974地外水星探测),居然弄出高精度?活见鬼还是见活鬼?(科学求真需要批判精神,虽异常艰难但绝不应包容悖论欺骗!)

  • 2024-09-04 21:03

    证明真理是不是骗术?? 真理是无法验证的。作为预测未来的全称命题(全时空),证伪当然有效,证明/证实当然无效。号称证明XX论和万有引力定律,一天证明10000次,有用吗???实验只是证明了具体现象真。号称证明公理,假说冒充公设,肯定都是骗。所有自然规律都是对过去的观测归纳,未来是不变的,这个不可能知道原因,只能信任自然。为自然存在(有无)找原因也都是骗。真理不证自明无法证明,需要验证的理论是骗,号称证明理论也是骗!!!——相对真理也是骗术,真理是客观存在的绝对真理,人类诞生之前没有人类的观测,月亮不运动吗???引力有没有???都是显而易见!仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理吗???地心说依据的现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖搞骗的伎俩。

  • 2024-08-13 20:13

    粒子对撞机能创造新物质吗?不!!!它只能产生一些新的破碎。核能化石能太阳能都是释放光子,光子本性才是能源问题的关键。参见论文 photon energy and photon behavior discussions,牛顿力学可以完美解释光子能量与光子行为。光子中微子是电子质子撞击的破碎,质子电子都会以恐怖的强大电斥力(引力的10^36~10^42倍)发射它们的碎块,电子碎块到达零电势区域的速度刚好是真空光速。光子在原子内部强引力场中有轨道运动 折射与轨道逃逸,斥力场散射反射等。……中子大冲量撞击原子核是产生光子的最有效方法,电子撞核,质子撞电子,冲量都太小。……加速器驱动的次临界核能可以获得无穷能源,且不受现有裂变材料的局限。———热量温度是光粒子辐射(热质说),高温体辐射更多光子吸收低温体辐射的更少光子,温度传递由高温体到低温体是必然(熵只是数学描述,动能耗散是生机不稀奇不绝望)。高温体辐射更多动能光子(内部外部一致),当然微观运动更剧烈(热动说)。物体无任何光子辐射就是绝对零度,宇宙背景辐射超过且接近绝对零度,达到绝对零度当然十分不易。真理都不奇怪!必须信任自然的绝对诚实。

  • 2024-07-16 19:28

    最小的物质颗粒,有必要长篇大论吗,卖弄文学才华?[鼓掌]

  • 2024-08-13 20:11

    万能骗术之质能方程,泛化虚化破坏能量公理概念,>>远远胜过,任何东西能变油+油能变任何东西。。。到底是质量获得能量还是质量变成能量??? ………动能公式,清清楚楚明明白白,到处用天天用,是质量获得能量的经典公理。………能量概念清清楚楚,是对物质运动状态的描述,居然敢欺骗说物质与能量等效???何其狂妄可笑???………他爸爸有动能,他爸爸也有势能,动能和势能都能变成他爸爸。他到底有多少爸爸呀?质量与力是一切微观宏观世界的根本,他造假(创造假说)祸害质量概念就当儿戏!!!———无中生有解释稀奇的万能骗术::科学都是假设(嘲笑诚信观测归纳),场有作用力,真空里有波,质能等效转换,穿墙而过,刀枪不入,纠缠女朋友。。。号称,只是科技还没达到!………无中生有==时空无限而永远不可能证无,当然也永远不可能证有==欺骗无底洞!

  • 2024-08-13 20:12

    时光倒流是数学当物理的骗术!………都是毫无意义的思想实验。8分钟前的太阳光,几十亿年前的遥远星光,地层中几万年前的琥珀苍蝇,以及所谓的超光速观测,。。。只是影响一些意识信息,用光(超音速)观测雷电(来的快),用声音观测雷电(有滞后),都不能改变雷电本身。木啥实质影响。都是为了欺骗。钟摆移动到月球表面变慢了,时间定义还是没变,谁的时光倒流了???………号称修正GPS原子钟的大笑话: 狭义相对论让星钟变慢,再来个广义相对论让星钟变快,你说这钟倒不倒霉?关键是反复修正还是不行(误差90%)!参见论文“部分相对论效应对北斗原子钟性能影响分析”

  • 2024-08-13 20:12

    解释光电效应是个笑话。物理机制根本木有涉及,对光谱特性,对光电子能量分布,对偏振和温度影响等都不能解释。是半知乱解,害大于利(笨蛋好于坏蛋)。发现光电效应是宝贵的金山,本是一条通往微观世界的大道。胡编解释光电效应是毒药祸害!!!………证明光速不变(全称命题)是胡编!光反射驱动光帆恰恰证伪了光速不变。多普勒效应和红移就是相对光速变化。光子进入引力场比如黑洞必然会加速。迈克尔逊-莫雷实验结果的理解::有质量的光子惯性运动,一点也不奇怪。……光子对实验装置相对速度基本不变,两路速度差极小,地球重力对光子速度影响太小也测不到,近似为惯性系。

  • 2024-08-13 20:12

    能量的具体内涵是动能和势能,是物理公理规定的物理概念。数学都是基于公理的演绎,超越公理的理解当然是虚幻。比如能量的动能和势能,都是相对的,与相对速度相互作用力有关,咋能与质量等效???场无质量有能量???质能等效是脱离基本公理的数学虚幻,欺师灭祖,祸害基本概念和认知方法。

  • 2024-09-04 21:03

    波与场的研究都是数学当物理,捉影弄鬼之术:::波只是一种粒子宏观时空分布不均匀,水波/沙丘波到处都有,都是质量的运动罢了,研究鸡毛的颜色(波与场)能认知鸡(物质)运动规律吗?还有波粒二象性??以干涉衍射现象否定光是粒子,又去解释粒子干涉衍射,不是笑话是什么??? ………场::只能由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),物质的场到处飞吗?飞的方向如何确定?……地球场给你引力,你给地球场引力,然后地球场给地球引力。这是笑话!!!~~~场与波都是捕风捉影之法,意义很小,破坏巨大。……伟大的赫兹证明电磁波的实验,激励源都是电火花,感应接受也是电火花,显然是光子动能传播与光电效应,用了电磁波来解释而已。电磁波理论(尚未发现电子)只是基于宏观电磁观测的有用的数学方法,质量与力才是宏观微观物质世界的唯一根本,两朵乌云包括光电效应当然都是电磁理论的谬误,骗子借机祸害牛顿何益?

  • 2024-09-04 21:02

    粒子双缝干涉条纹不可能是稀奇玄妙,都是自然的必然!!!电子光子都是带电的。材料边缘宏观电中性,亚原子微观有正电区也有负电区密集分布,受引力的和受斥力的大量光子当然会分裂成条纹,单个粒子位置唯一确定,大量粒子位置是一个分布。没有粒子同时穿越两条缝的需要和可能。边缘衍射条纹是同样的道理。………水波/沙丘波都不是波,是物质质量运动。———(1) 研究沙粒的质量能量位置运动,一切清清楚楚明明白白,有确定性,是物理。(2) 研究沙丘波想干什么?不清楚不明白,没有确定性,是数学当物理搞骗。波是多余的虚幻概念,无质量也没用力作用也没有能量。无源场电磁波也是著名的虚幻。研究鸡毛颜色(波与场)能认知鸡(物质)的运动吗?

宇宙时空

简介:热衷于宇宙时空的探索