
當小不能變小時,您會進入夸克,光子和時空泡沫的量子世界。歡迎您看看大自然的這種不可分割的一面,但請記住將您的常識留在門口。
人們早在希臘哲學家民主黨就認為,事情是由不可還原的作品建立的。艾薩克·牛頓(Isaac Newton)本人認為光不是一波,而是一系列微小的“小體”。物理學家直到最近就獲得了足夠解決的工具,可以看到大自然的固有顆粒感。
這是我們周圍事物的量子底板的快速參觀。
事情
如果您將香蕉分開,然後一次,一次又一次地將其分開……最終,您最終會變成細胞,分子和原子。每個原子都有質子和中子的核,周圍有微小的電子。質子和中子都包含三個夸克。
但是解剖會停在那裡:電子和夸克是普通物質的最小部分。
他們有多小?有時會說電子是跨頭髮寬度的一些f儀儀,但這是誤導性的。電子和夸克更像是蓬鬆的雲,而不是剛性球。
這種浮腫是不可避免的量子不確定性的結果:您不能同時確切地知道粒子的運動和位置。如果您試圖保持夸克,您幾乎不知道它在哪裡。
這樣的滑水使精確的尺寸測量毫無意義。
光
如果我們將手術刀在光線下轉動,我們發現它看似連續的光芒實際上是由小束的能量組成的,稱為光子。不過,不要打擾您的眼睛看它們:一個100瓦的燈泡每秒發出10億光子。
牛頓對嗎?光是粒子,而不是波嗎?答案是肯定的。
當您進行實驗尋找波特性(例如散射在針孔中)時,光就像波浪一樣。如果您測試粒子特性(例如與電子碰撞),它的行為就像粒子。
“您得到所要求的東西”是量子物理學中的常見。
旋轉
粒子特性也可以“量化”。可能最奇怪的例子是粒子旋轉(所謂的旋轉),順便說一句,它與行星或頂部移動。
首先,粒子只有一個旋轉速度 - 它們無法加快或放慢速度。
其次,旋轉軸取決於您如何看待它。在一個實驗中,一個檢測器可能會報告粒子的旋轉點向北,而另一個檢測器可能會說東方。他們倆都是對的!
重力
重力的力在很大程度上抵抗了這種量子tomfoolery。但是一些物理學家認為,牛頓的蘋果從樹上掉了下來重力- 帶有引力吸引力的光子樣顆粒。
倒下的蘋果不會產生很多重力,但是碰撞黑洞會。探測器目前正在尋找這些遙遠碰撞的信號,但是可能需要有很多年才能找到重力。
真空
甚至沒有什麼在最小的水平上行事很奇怪。這真空大概不是真正的空,而是充滿了“虛擬”粒子,這些粒子不斷地眨眼和出現。
這種虛擬現實源於量子規則,該規則說可能事件會影響實際結果。更具體地說,顆粒和抗粒子有可能(儘管極不可能)彈出,然後迅速消滅。沒有人看到這種情況,但是所有這些量子概率的總和是真正的能量。
空間和時間
上面的真空能量不是恆定的:它看到和帶有普蘭克長度大小的氣泡的泡沫(請參閱框)。這個泡沫扭曲了時空,將答案模糊到何時何地。
本質上,世界的基本幾何形狀並不平穩。相反,有一些“像素”無法進一步解決。粒子不會連續移動,而是使幾乎沒有量子從一個像素跳到另一個像素。
如此量化的時空雖然尚未觀察到,但少量的終點也是這次旅行的結尾。