
世界上有一些物理術語是欺騙性的小蟲子。這些術語短語似乎簡潔地描述了一個主題,將復雜的過程或互動封裝成整潔,易於消化的信息塊。但是他們是騙子。他們打算交流的概念實際上與行話所建議的概念完全不同。
以“虛擬粒子”為例。該術語應該回答一個非常古老的問題:粒子確切地相互作用?假設我們有兩個帶電的顆粒,讓我們稱他們為查爾斯和夏琳。讓我們繼續說,查爾斯和夏琳都受到負責。也許是電子;也許他們muons。沒關係。重要的是,如果夏琳(Charlene)向查爾斯(Charles)賽跑,他們會互相反彈,最終以分開的方式走。 [5個神秘的顆粒潛伏地地下這是給出的
這種反彈是怎麼發生的?是什麼使查爾斯和夏琳能夠互相交流,以便他們知道碰撞的全部說法並完成了新的方向?
這是一個非常基本的問題,因此,似乎如果我們能令人滿意地回答它,我們就可以解鎖宇宙的深層和重要的奧秘。
量子場理論的現代視角將光子(光線)視為電磁力的載體。 Charles和Charlene是充電的顆粒,因此它們與光相互作用。但是顯然,查爾斯和夏琳並沒有互相射擊激光,因此簡短的諷刺是“他們交換了虛擬光子。 ”
以Feynman的幽靈的名義做什麼那意思是?
輸入字段
讓我們退後一步。回到舊日(即19世紀)物理學的觀點,每個粒子都會產生一個電場,這基本上是針對其他粒子如何與之相互作用的指令表。在粒子的情況下,該磁場在粒子附近很強,並且更遠。該磁場還指出了遠離粒子的各個方向。 [物理學中最大的9個未解決的奧秘這是給出的
所以我們的查爾斯粒子產生了場地這滲透到了所有空間。像夏琳這樣的其他粒子可以讀取此字段並相應地移動。如果夏琳(Charlene)距離查爾斯(Charles)遙遠,那麼她讀的領域的數字非常小,所以她幾乎沒有註意到查爾斯(Charles)的任何影響。但是當她接近時,她的田野讀者就會脫穎而出。查爾斯的電場很清楚地說“走開”,她有義務。
在這種觀點中,場地和真實和重要粒子。宇宙充滿了東西,田地講述瞭如何與其他東西互動的東西。
復仇
在20世紀初至中期,物理學家意識到宇宙是一個陌生的地方比我們想像的。他們將特殊的相對論與量子力學結合在一起,開發了量子場理論,我們只是說結果不是任何人所期望的。
顧名思義,場地得到了晉升。它不僅是表明一個粒子應該如何與另一個粒子相互作用的簿記設備,而且還出現了一些重點的斜體,而是出現了一些斜體主要物理對象。在這種現代,精緻的宇宙視圖中,電子不僅是一個孤獨的粒子。哦,不。相反,有一個電子場,像法式吐司中的牛奶一樣滲透到所有空間和時間。
這個字段是它- 是事物。顆粒?他們只是那個領域的碎屑。或者,更準確地說,它們是可以自由旅行的場地的激發(例如,搖擺)。這很重要,我會盡快回到它。
粒子聚會
這是事物開始變得模糊的地方。從一個地方到另一個地方的粒子並不完全停留粒子,或至少不是相同的粒子。
讓我們回到帶電粒子的查爾斯。由於他被起訴,根據定義,他與光線互動,這是電磁場。因此,電子場中的搖擺(由電子組成)會影響電磁場中的搖擺。所以,字面上地,當查爾斯(Charles)流浪時,他花了一些時間作為電子場搖擺,並且有些時間是電磁場搖擺。有時他是電子,有時他是一個光子 - 有點電磁(EM)場!
情況變得更糟。更糟。 Charles-tunter-em-wiggle可能會變成其他搖擺人,像媽媽的擺動一樣。對於宇宙中的每個基本粒子,都有一個相應的領域,它們都彼此交談並不斷地來回擺動。
所有搖擺,子妻子和子材料的總和加起來加起來是我們所謂的“從一個地方傳播到另一個地方的電子”。 [視頻:“粒子存在是什麼意思?”這是給出的
這一切在數學上都非常令人討厭,但是像物理學家理查德·費曼(Richard Feynman)這樣的人提出了方便的技巧來完成一些科學工作。
實際上說
現在,經過大量的背景故事,我們可以解決主要問題。這些田地搖擺到和來回(有時是來回)。如果搖擺不定並旅行,我們將其稱為“顆粒”。如果它們很快死亡,我們稱它們為“虛擬顆粒”。但從根本上講,它們都是田野的搖擺。
當查爾斯遇到夏琳時,他們不像兩個小子彈準備互相猛擊。取而代之的是,它們在各種領域中都很複雜,從一種類型的田地逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步逐步。
當他們確實足夠靠近互動時,那就……凌亂。很混亂。搖擺和逆性,這是一個瘋狂的混音。經過許多乏味的計算,量子場理論的機制確實提供了正確的答案(Charles和Charlene相互反彈),但細節引起了頭痛。 [我在此視頻中更詳細地將其分解。這是給出的
因此,速記 - “他們交換虛擬顆粒”很容易從舌頭上滾下來,一小些術語打包以包裝一個非常複雜的過程。
但是,不幸的是,這不是很準確。
通過聽這一集來了解更多信息。什麼是虛擬粒子?“在問一個太空人播客上,可在iTunes在網上https://www.askaspaceman.com。由於@tanyadavis, @astromatt99,Tomas A.,Rae N.和許多其他對於導致這件作品的問題!使用#askaspaceman或跟隨Paul在Twitter上詢問您自己的問題@paulmatsutter和facebook.com/paulmattsutter。