光子质量如果不为零,光质个物整个物理学大厦将轰然倒塌!量果零整理学
1、大厦光子质量如果不为零,将轰整个物理学大厦将轰然倒塌。然倒在日常生活中,光质个物我们每时每刻都沐浴在光的量果零整理学海洋里,即便是大厦视力受损的人也能感受到阳光的温暖和照耀。但是将轰,很少有人会去深究光子的然倒质量问题,似乎这只是光质个物物理学者的专业领域。
2、量果零整理学物理学中的大厦一项关键原理是建立在一个基本假设之上,那就是将轰“光子在静止状态下是无质量的”。高中物理教科书通常会向学子们传达一个观念:光子是然倒一种无重量的粒子。实际上,在物理学领域,关于光子质量的讨论是基于“光子在停止运动时无质量”这一前提。由于光子永远处于运动状态,其运动速度在真空环境下可达每秒299,792公里,即大约每秒30万公里。
3、在运动中,光子具有质量、动量与能量。那么,光子是否存在静止状态。
4、根据现行理论,答案应该是否定的。一旦光子形成,它便会以光速或接近光速的速度持续移动。既然光子一直处于运动状态,无法静止,为何我们还要关注光子的静止质量。
5、难道光子真的有静止质量吗。若光子的静止质量不为0,这将意味着什么。
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1、物理学者们有必要为这个问题感到焦虑吗。这些问题正是我们接下来要探讨的焦点。光子的质量引起我们注意,最初源于2003年中科院院士罗俊带领华中科技大学引力实验中心的研究成果。他们通过动态扭秤调制实验,首次成功地测量了光子的相对静止质量,将光子静止质量的上限定在1.2×10的负51次方克。
2、在2006年,罗院士与涂良成团队利用升级版的动态扭秤调制实验装置再次进行测量,将光子静止质量的上限提升至1.5×10的负52次方克。这一成果被国际基本粒子物理数据组,采纳,成为电磁学与量子力学研究的重要依据。如前文所述,光子是始终处于移动中的,我们不可能从空中捕获一个光子放到天平上进行称重,目前也没有任何天平能够测量如此微小的质量。
3、科学家是如何实现这一壮举的呢。罗俊团队设计了一个极其精密的动态扭秤,如下图所示:。为避免干扰,这台设备被置于大山深处的地下洞穴中,并实施了多重减震和电磁屏蔽措施;设备内部被抽空至2×10的负5次方的极高真空度以避免空气粒子的干扰;所使用的扭丝为一根直径仅25微米、长90厘米的涂钍钨丝,其转动惯量误差控制在3以内。
4、在这样的设备中,如果光子具有可测的静止质量,扭秤内的磁场将与宇宙矢量势发生相互作用,产生力矩使扭秤偏转,进而通过复杂的计算过程测得光子的静止质量。其工作原理如下图所示:。罗俊团队并非第一个尝试测量光子静止质量的科学家。
5、在过去的一百年里,国际物理学界通过各种直接和间接的实验方法,试图探寻光子静止质量的下限,或是逼近“能量时间不确定原理”,海森堡测不准原理,所设定的约10负66次方克的最低可探测极限。为什么要测量光子的质量。19世纪最伟大的物理学成就之一莫过于麦克斯韦的电磁场理论,这一理论为现代电磁物理学奠定了坚实基础。