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假如一个粒子没有质量,它怎么可能存在?
2019-09-07 22:28:01

假如让不是理论粒子物理学家的人来幻想一个粒子,大部分人会把粒子幻想成在空间中上下跳动的小球。但这并不彻底正确。证明它的一种办法:试着把那个小球幻想成一个没有质量的粒子。

有时候,“质假如一个粒子没有质量,它怎么可能存在?量”和“分量”这两个词能够交换运用。因为物体的质量是通过它对力的反抗来丈量的。当咱们拿起某样东西来测它的分量时,它是在反抗地球的引力,所以物体在地球上的分量实际上是它质量的一种丈量。

质量的界说

但是,质量不仅仅是对引力的反抗,尤其是在最小物质的尺度上。因而,物理学上对质量的界说变得有点杂乱。

依据粒子物理标准模型的希格斯机制,大多数根本粒子,如电子、子和夸克,其质量来自于它们穿过希格斯场时发作的阻力。希格斯场对一个粒子的阻力越大,它的质量就越大。当涉及到像质子和中子这样由夸克组成的复合粒子时,它们的大部分质量来自于把夸克捆绑一同的强核力。

另一方面,光子和胶子这两种带着根本力的粒子也是根本粒子,所以它们不像复合粒子那样会由强核力效果发作质量。不过,这两种根本粒子也不受希格斯场的影响,它们在穿过希格斯场时不会发作阻力效果。事实上,它们没有质量。

无质量粒子也是存在的

能够说,无质量粒子是朴实的能量。这些能量量子没有边际,也没有外表。不过,一个粒子有能量就足以发作一种有意义的存在感。并且正因为不受希格斯场的影响,光子和胶子这样的无质量粒子必然会以光速运动。

另一方面,了解粒子的更好方法是将假如一个粒子没有质量,它怎么可能存在?其视为量子场上的涟漪假如一个粒子没有质量,它怎么可能存在?。量子场的振动模式类似于吉他弦上的谐波,假如以正确的频率拨假如一个粒子没有质量,它怎么可能存在?动它,就会得到一个粒子。

在粒子物理学中,光子和胶子都是是无质量的粒子(无静质量),它们也被称为标准玻色子。光子传递电磁力,胶子传递强核力。别的,理论上还存在传递引力的标准玻色子——引力子,这种粒子也被认为是无质量的,但它的存在没有得到证明。

无质量粒子的特性

无质量粒子有一些共同的性质,它道德绑架们是彻底安稳的。不像其他粒子,无质量粒子不会失掉能量,而衰变成质量较小的粒子对。

因为无质量粒子一切的能量都是动能,所以它们总是以光速运动。并且因为狭义相对论,以光速运动的物体实际上不会变老和衰变。所以从这个意义上来说,无质量粒子是永久的。

无质量粒子也会遭到引力效果

依据广义相对论,引力不光影响任何有质量的物体,并且也会影响任何有能量的东西,即使是一个没有质量的粒子也会遭到引力效果。正因为如此,光线通过比如星系团等大质量天体邻近时,它们的传达途径会发作偏转,然后发作明显的引力透镜效应。

光子和胶子是现在已知仅有的两种无质量粒子,但世界中或许还存在其他无质量粒子,例如,引力子,乃至三种中微子中最轻的那种(中微子)有或许是没有质量的。或许世界中存在许多没有质量的东西,它们存在于咱们所不知的世界中。