光子最小还是中微子小,光子和中微子寿命无穷

首页 > 时尚 > 作者:YD1662022-11-20 01:19:05

德梅尔特与保罗利用离子阱技术测量了电子半径

1988年,德国科学家汉斯·德梅尔特与沃尔夫冈·保罗利用离子阱技术(潘宁阱)测量了电子磁矩,得出电子的半径上限为10⁻²² m,这也是目前已知对电子最精确的测量,二人也因离子阱技术共同获得1989年诺贝尔物理学奖。

光子

光子是目前已知的最小粒子。

在现代物理学的所有定义中,光子的质量被严格限制为0,并且光子也被认为是经典的点粒子,它不带电荷,对外显示电中性。

对于光子的质量是否真的为0,世界上有许多科学家并不甘心,他们用各种方法来测量光子,试图找出它的最大质量。2006年罗院士和涂良成团队利用改进的动态扭秤调制实验装置测量光子,将光子静止质量上限数值提高到1.5×10⁻⁵²g 的水平。这个结果显然远低于电子的已知静止质量。

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光子是最小粒子,它没有体积

中微子

每一秒钟就有超过650亿个中微子穿过我们的眼球和后脑勺、穿透地球射到遥远的星空中去,但我们对此毫无感觉。

中微子可能是宇宙中数量最多的基本粒子,它们的数量可能比宇宙中质子数量的总和还要多出十倍以上。但是中微子实在太小,它的质量只有电子的几百万分之一甚至更低,并且中微子对外不显电性,除非与原子核正面相撞,否则我们不能观测到它的存在。

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中微子是点粒子,它可以无阻碍地穿透星球

在现代物理学中,中微子与光子一样也是点粒子,它没有体积,因此可以以接近光的速度飞行。光因为电磁波的特性,它无法穿透原子外围的电子云,而原子对于中微子来说就如同辽阔的广场一般。

黑洞

与光子和中微子不同,科学家们至今都无法真正地观测到黑洞内部的情况,这是因为其内部强大的引力使光都无法逃脱,因此我们只能看到一个黑乎乎的“窟窿”,科学家称这个窟窿为“事件视界”。在黑洞的中心,居住着一个被称为“引力奇点”的天体,它的质量可能有几十甚至几十亿颗太阳那么大,而它的半径也许比一个电子还要小。

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黑洞中心是一个看不见的奇点

物理学家们经过计算,认为黑洞的引力奇点的体积为零,这意味着它的半径无限小,密度无限大,因此黑洞的奇点与光子和中微子一样,都是点粒子。不同的是,黑洞是天体,光子、中微子和电子是基本粒子。

宇宙中还有其它比电子更小的物质吗?

物理学给出的答案是相互矛盾的。

在一部分物理学说中,电子被定义为点粒子,它是数学上一个一维的“点”,没有半径,因此电子与光子和中微子甚至黑洞一样,它是宇宙中最小的物体,没有比电子更小的物质了。

电子的电荷半径比质子还大,并且已知电子有质量并且其自能量趋于无穷大,因此数学上电子应该是有半径的,科学家通过离子阱技术测量,认为电子的最大半径在10⁻²² m之内。因此,光子和中微子是比电子更小的微观粒子。

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