
当小不能变小时,您会进入夸克,光子和时空泡沫的量子世界。欢迎您看看大自然的这种不可分割的一面,但请记住将您的常识留在门口。
人们早在希腊哲学家民主党就认为,事情是由不可还原的作品建立的。艾萨克·牛顿(Isaac Newton)本人认为光不是一波,而是一系列微小的“小体”。物理学家直到最近就获得了足够解决的工具,可以看到大自然的固有颗粒感。
这是我们周围事物的量子底板的快速参观。
事情
如果您将香蕉分开,然后一次,一次又一次地将其分开……最终,您最终会变成细胞,分子和原子。每个原子都有质子和中子的核,周围有微小的电子。质子和中子都包含三个夸克。
但是解剖会停在那里:电子和夸克是普通物质的最小部分。
他们有多小?有时会说电子是跨头发宽度的一些f仪仪,但这是误导性的。电子和夸克更像是蓬松的云,而不是刚性球。
这种浮肿是不可避免的量子不确定性的结果:您不能同时确切地知道粒子的运动和位置。如果您试图保持夸克,您几乎不知道它在哪里。
这样的滑水使精确的尺寸测量毫无意义。
光
如果我们将手术刀在光线下转动,我们发现它看似连续的光芒实际上是由小束的能量组成的,称为光子。不过,不要打扰您的眼睛看它们:一个100瓦的灯泡每秒发出10亿光子。
牛顿对吗?光是粒子,而不是波吗?答案是肯定的。
当您进行实验寻找波特性(例如散射在针孔中)时,光就像波浪一样。如果您测试粒子特性(例如与电子碰撞),它的行为就像粒子。
“您得到所要求的东西”是量子物理学中的常见。
旋转
粒子特性也可以“量化”。可能最奇怪的例子是粒子旋转(所谓的旋转),顺便说一句,它与行星或顶部移动。
首先,粒子只有一个旋转速度 - 它们无法加快或放慢速度。
其次,旋转轴取决于您如何看待它。在一个实验中,一个检测器可能会报告粒子的旋转点向北,而另一个检测器可能会说东方。他们俩都是对的!
重力
重力的力在很大程度上抵抗了这种量子tomfoolery。但是一些物理学家认为,牛顿的苹果从树上掉了下来重力- 带有引力吸引力的光子样颗粒。
倒下的苹果不会产生很多重力,但是碰撞黑洞会。探测器目前正在寻找这些遥远碰撞的信号,但是可能需要有很多年才能找到重力。
真空
甚至没有什么在最小的水平上行事很奇怪。这真空大概不是真正的空,而是充满了“虚拟”粒子,这些粒子不断地眨眼和出现。
这种虚拟现实源于量子规则,该规则说可能事件会影响实际结果。更具体地说,颗粒和抗粒子有可能(尽管极不可能)弹出,然后迅速消灭。没有人看到这种情况,但是所有这些量子概率的总和是真正的能量。
空间和时间
上面的真空能量不是恒定的:它看到和带有普兰克长度大小的气泡的泡沫(请参阅框)。这个泡沫扭曲了时空,将答案模糊到何时何地。
本质上,世界的基本几何形状并不平稳。相反,有一些“像素”无法进一步解决。粒子不会连续移动,而是使几乎没有量子从一个像素跳到另一个像素。
如此量化的时空虽然尚未观察到,但少量的终点也是这次旅行的结尾。