宇宙接觸 就目前所知,一切力的相互作用在本質上都可歸咎於四種基本力——電磁力、引力、強核力以及弱核力。 例如,讓磁鐵之間互相吸引的磁力、接觸力(包括摩擦力、彈性力)在本質上都是屬於電磁力。 理論上,每種基本力都由一種基本粒子來傳遞(傳遞引力的引力子尚未被發現),以電磁力為例,它的傳遞依賴於光子。 既然電磁作用會交換光子,那麼,為什麼我們看不到兩塊相互吸引的磁鐵、或者推動物體時所發出的光呢? 根據量子場論,承載電磁力的光子並非是普通的光子,而是虛光子,我們是看不到這種存在時間極其短暫的虛粒子。 那麼,虛光子又是如何傳遞電磁力的呢? 虛光子是由「借來的」能量和動量產生的光子,這是不確定性原理的結果。 根據∆E∆t≤h/4π,虛光子借的能量也多,它們存在的時間越短。 這意味著在一個帶電粒子附近,將會產生高能虛光子,它們傳播很短的一段距離之後就會消失。 能量越低的虛光子,存在時間越久,傳播距離越遠。 從中可以看到,虛光子可以在短時間內違背能量和動量守恆定律。 當一個帶電粒子產生虛光子之後,它們很快會被附近的另一個帶電粒子吸收。 在這個過程中,另一個帶電粒子「償還了」第一個帶電粒子「借來的」能量和動量,其結果是能量和動量被轉移,由此產生電磁力。 從虛光子的產生到消失,時間非常短暫,整個過程的能量和動量是守恆的。 電磁力的傳遞必然藉助於虛光子,而不是實光子,否則整個過程的能量和動量守恆定律將會被打破。 舉例來說,如果一個最初處於靜止狀態的電子發射出一個光子,結果將會得到一個電子和一個朝著相反方向運動的光子,這種組成必然比最初處於靜止狀態的電子具有更多的能量。 不確定性原理避免了這種矛盾。 根據不確定性原理,光子可以有能量ΔE,存在的時間為Δt~ħ/ΔE。 只要光子被足夠快地重新吸收,就不會違背能量和動量守恆定律。 由於光子必須被重新吸收而不能被探測到,所以它們被稱為虛光子。 根據量子電動力學,帶電粒子可以發射和吸收虛光子。 由於是虛光子,如果試圖阻攔它們,那麼,兩個帶電粒子之間的相互作用就不會發生,所以我們永遠無法真正探測到這些光子。 雖然這些虛光子不能被直接觀測到,但它們對可觀測事件的機率有可測量的貢獻。 關於虛粒子的存在,一個非常著名的例子是卡西米爾效應。 量子場論預言,真空中會出現隨機的能量漲落,由此產生一對正反虛粒子。 如果在真空中放入兩塊不帶電的平行金屬板,那麼,金屬板之間的虛粒子密度會降低,從而使兩個金屬板之間產生除了引力之外的吸力,這已經被實驗所證實。 《既然電磁力是由光子傳遞,那為什麼磁鐵吸引不會發光?》完,請繼續朗讀精采文章。 喜歡 科學報 cn-n.net,請記得按讚、收藏及分享。
音調
速度
音量
語言
既然電磁力是由光子傳遞,那為什麼磁鐵吸引不會發光?
精確朗讀模式適合大多數瀏覽器,也相容於桌上型與行動裝置。
不過,使用Chorme瀏覽器仍存在一些問題,不建議使用Chorme瀏覽器進行精確朗讀。