光子一出生就是光速,而且必须以光速飞行,为何其他粒子不这样?
光,确实很特殊。爱因斯坦在20世纪初提出了伟大的狭义和广义相对论。其中狭义相对论的基本前提就有“光速不变原理”,光速是绝对的,在任何参照系下都保持不变。

那么,光为何如此特殊呢?为何总是会以光速飞行呢?甚至没有任何加速过程?
我们需要从人类现代科学的发展过程来寻找答案,首先从粒子标准模型说起。
刚才说了,爱因斯坦提出了伟大的相对论,之后量子力学也横空出世,为了统一两大理论,量子场均也问世了。
不过量子场论只是统一了狭义相对论和量子力学,并没有把广义相对论纳入进来。于是科学家们不断努力探索,继续从微观领域入手。

在大型粒子对撞机的帮助下,科学家们让微观粒子以非常接近光速的速度发生碰撞,碰撞瞬间产生超强能量,产生了很多基本粒子。随着基本粒子越来越多,就会显得越来越混乱,就像“粒子动物园”一样,混乱无序。
于是科学家们准备把所有的粒子进行有效分类,粒子标准模型呼之欲出。在该模型体系下,原来混乱无序的“粒子动物园”,一下子变得井研有序。
简单讲,所有的基本粒子其实都可以归纳为两种,分别是费米子和玻色子。

所谓的费米子,就是我们平时所说的基本粒子,比如说电子,夸克等。这样理解会更容易,把一个物体不断分割,最终剩下的不能分割的部分就是费米子。
而胶子更好理解了,费米子通过相互组合,成为更大的宏观物体,而费米子之间的组合需要一定的力量,而胶子就负责传递力量,说白了,胶子就像一根绳子一样,把费米子连接在一起。
比如说质子和中子都是由三个夸克组成,三个夸克如何结合在一起的呢?通过胶子传递强力结合在一起,胶子就是一种玻色子。

除了胶子之外,光子,中间玻色子和引力子都是玻色子,光子传递电磁力,中间玻色子传递弱力,引力子传递引力。不过目前科学家们还没有找到引力子存在的证据,引力子还是一个假象概念。

那么粒子标准模型和光子必须以光速飞行有什么关系呢?
这就需要希格斯场和希格斯粒子登场了。科学家们认为,希格斯场充满了世界每个角落,而希格斯粒子是希格斯场受到扰动形成的,也被称为“上帝粒子”,因为万物的质量都是因为希格斯粒子的存在而形成的。
具体怎么回事呢?

简单讲,基本粒子在运动的过程会与希格斯粒子发生相互作用,从而会减速,在减速的过程中获得了质量。
也就是说,其实微观粒子本来都应该以光速飞行的,而且一出生都以光速飞行,也都是没有静质量的,正是因为希格斯粒子的存在,对微观粒子起到了减速作用,在这个过程中赋予了基本粒子以质量,所以想电子等微观粒子并不是以光速飞行。

不过,光子比较特殊,它并不会与希格斯粒子发生任何相互作用,所以光子的速度就是光速,而且一生下来就是光速,也没有任何加速过程。
除了光子之外,胶子也不会与希格斯粒子发生作用,所以胶子的速度同样为光速,与光子的性质很像。
希格斯场和希格斯粒子的概念一开始其实也是假设,科学就是这样,基本上都是通过“大胆假设,小心求证”的方式不断向前发展的。

既然是假设,证据就很重要。科学家们花了很长的时间来寻找希格斯粒子存在的证据,终于在2012年找到了,也是通过大型粒子对撞机找到的。而最初提出希格斯场和希格斯粒子的物理学家希格斯,也因此获得了诺贝尔物理学家,这是对他最大的褒奖!
大家都在看
-
为何天上有颗“深圳星”?深圳科技馆馆长跟你聊宇宙探索、讲科学故事 开栏语星河浩瀚,藏着无尽奥秘。今起,本报推出“馆长唠科”专栏,由深圳科学技术馆馆长郑永春先生执笔,以天地为视野,聊宇宙探索,讲科学故事。首期,我们一同走近“深圳星”,看看这颗镌刻着鹏城名字的星星藏着哪 ... 宇宙探索03-24
-
从量子科技到元宇宙的崭新探索:中国科技为何引起全球瞩目? 合肥的实验室中,当光量子芯片在-271℃的超低温环境下闪烁着神秘的幽蓝光芒,显示着我国在前沿科技领域的前沿探索;在深圳,柔性屏幕薄如蝉翼,如同丝绸般可卷曲,展现了我国在新材料领域的创新实力;而在上海的生物 ... 宇宙探索03-23
-
显微镜下的奇妙世界:探索微观宇宙的无限奥秘 在我们的日常生活中,眼睛所能看到的世界仅仅是浩瀚宇宙的冰山一角。无数精妙的细节与宏大的结构,往往隐藏在肉眼无法触及的微观尺度之下,静默地运转着。而显微镜的发明,宛如一把神奇的钥匙,为我们打开了一扇通往 ... 宇宙探索03-23
-
《宇宙探索编辑部》追了半生宇宙,才懂平凡人间,才是终极答案 作为看遍各类科幻与现实题材的影评人,很少有一部电影能像《宇宙探索编辑部》这样,没有炫酷特效,没有惊天反转,却用最笨拙、最赤诚的理想主义,戳中无数人心里最软的地方。我们都曾像主角唐志军一样,抱着一份不被 ... 宇宙探索03-22
-
一个国家插入另一个国家? 一个国家插入另一个国家腹地会有什么影响?就像位于西非的冈比亚和塞内加尔。冈比亚占据冈比亚河下游两岸的狭长地带,犹如一把匕首插入塞内加尔中。冈比亚河是西非唯一通航海船的河流,由于冈比亚控制了主航道,内陆 ... 宇宙探索03-22
-
探索微观宇宙,见证科技奇迹!🔍🔬✨ 在这个由精密齿轮构成的微观宇宙里,每个细节都决定着系统的命运。一个微小的错位就能让整个系统陷入停滞,这就是系统的脆弱性,对细节的敏感度超乎想象。而点滴的校准是引导能量流向的关键。当细节被精准把控,能量 ... 宇宙探索03-22
-
第十九章:万灵共振,探索宇宙的奥秘,见证生命的奇迹!🚀✨ 唤醒生机之种的过程成了全银河生灵的共同使命。联盟向所有星球发出号召,用最纯粹的希望与勇气向枯寂星传递意念这两种情感。在法则层面恰是光的存续与暗的革新最鲜活的体现。·一、时间新银河的每一颗星球上,无论是 ... 宇宙探索03-21
-
探索宇宙的奥秘,揭开宇宙的神秘面纱!🔍🔬 宇宙究竟是平坦的还是弯曲的?这个问题让无数科学家和天文迷争论不休,真相究竟是什么?宇宙是否平坦一直是天文学界的一个热门话题。根据广义相对论,如果宇宙是平坦的,那么光线在宇宙中就能直线传播,不会发生弯曲 ... 宇宙探索03-19
-
太空探索:人类如何一步步走出地球,开启宇宙之旅 说起太空探索,很多人脑海里浮现的可能是宇航员穿着厚厚的宇航服,驾驶飞船飞向月球或者火星的画面。但其实,太空探索的故事远比这些画面更精彩、更复杂,也更充满了人类的智慧和勇气。今天咱们就来聊聊,这场人类走 ... 宇宙探索03-18
-
探索宇宙的奥秘,从大爆炸到黑洞,带你走进神秘的星空世界! 先说大爆炸吧。想象一下,138亿年前,整个宇宙其实是一个极其炽热、密度超高的“火球”,比太阳还要热千万倍,空间几乎没有。突然,这个“火球”开始疯狂膨胀,速度快得难以想象,这就是大爆炸。别误会,这不是普通 ... 宇宙探索03-18
相关文章
- 商业航天如何推动人类探索宇宙
- 太空探索:人类如何一步步走出地球,开启宇宙之旅
- 探索宇宙的奥秘,从大爆炸到黑洞,带你走进神秘的星空世界!
- 探索宇宙奥秘:地球的起源与生成之旅🌍✨
- 探索未知宇宙苍穹
- 北京天文馆“宇宙探索营”开启\中国人民抗日战争纪念馆卢沟桥抗战半景画全新升级……本周最新博物馆资讯点击——
- 从《宇宙探索编辑部》到《坠落的审判》,他用60余张海报设计解码光影背后的“无序公式”
- 科学家追踪引力波,结果发现更离谱的宇宙事件
- 以光速的20%飞行:科学家展示“实用”光帆探索宇宙
- 看不见的宇宙:暗物质与暗能量的证据、理论与探索
- 美国太空部队:要有攻击中国卫星能力,探索部署攻击性轨道航天器
- “大航天时代”会加速人类探索宇宙的进程吗
- 三种“超光速”现象,告诉你宇宙远比想象疯狂
- 微积分:探索宇宙无限奥秘的钥匙
- 探索月相奥秘,揭示宇宙的奇妙!🌙✨
- 宇宙或许不是无限的,它的总质量已经被推算出来
- 探索宇宙的奇迹,太空站俯瞰地球!🌍✨
- 宇宙探索:人类的火星梦想与深空探测
- 从水火土到夸克 2500年物质探索 重塑宇宙认知
- 暗物质捕手+天文AI,中国科学家把宇宙探索“卷”出新高度
热门阅读
-
预言2030年太阳将休眠,恐怖的千年极寒将来临 07-11
-
中国十大元帅之死,多高寿而善终(林彪叛逃而死) 07-11
-
因果报应真实事例,做尽坏事必遭天谴 07-11
-
这6个神奇天体有很酷的名字 06-01
-
全球人口减少可能带来的六大教训和好处 07-18
-
离太阳最近的十大恒星排名,宇宙最大十大星球 04-12
精选文章
- 创生之柱是什么?(创生之柱给予了许多恒星生命)
- 中国51区秘密基地,窃密必被抓(抓住就杀头)
- 中国“天宫”空间站将在2022年前后建成 呈T字型有三个舱段最多可驻留6人 ...
- 新冠病患康复后,可能“精子减少或无精”
- 中国古代四大凶兽,四大神兽vs四大凶兽谁更强
- 2025年宇宙探索大爆发!月全食、火星冲日等,这些天文奇观别错过
- 黑龙江50万年死火山苏醒, 内含15%电量的巨大岩浆囊
- 误会一辈子!破伤风其实是一种细菌跟生锈铁完全没关系
- 美国同步空间态势感知项目(GSSAP)军事间谍卫星多次秘密靠近俄罗斯和中国的航天器 ...
- 中国长征五号B遥一运载火箭全貌曝光 本月底在海南文昌航天发射场进行首次发射 ...
