科普中国2024年10月12日发布:简单来说什么是量子场论
⭐发布日期:2024年10月12日 | 来源:科普中国
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尊敬的读者,感谢您在百忙之中阅读我的文章,这是对我努力的肯定,也是持续创作的动力,向您致以我最诚挚的敬意,希望能得到您的一个"关注",在此感谢!
还记得波粒二象性吗?然而,这是一件复杂的事情。好吧,你可以暂时忘记它。事实上,粒子和波都不存在。只有田野。“粒子”和“波”只是我们解释量子场的两种方式。
每种类型的粒子都有自己的场。宇宙中所有光子的一个场,所有电子的一个场,等等。这些领域无处不在。字面上地。
要从场中“提取”粒子,您需要向场传递能量。如果你给它足够的能量,场就会移动到更高的能量状态。这些就是我们所理解的粒子。
场中给予它能量的点看起来像一个粒子,当能量在场中传播时,粒子看起来像是在移动。
有些场需要更多的能量,有些则需要更少的能量来产生粒子。能量的大小与相关粒子的质量成正比。
例如,希格斯玻色子比电子质量大得多。所以电子很容易产生,但希格斯玻色子却非常困难。
这就是为什么我们花了这么长时间才发现希格斯玻色子。我们必须建造一台巨大的机器,即大型强子对撞机,它可以为希格斯场提供足够的能量来产生希格斯玻色子。
士力架自动售货机类比
将田地想象成自动售货机。你投入足够的钱,你就会得到士力架。你投入更多的钱,你就会得到更多的士力架。
在这个类比中,金钱是能量,士力架是粒子。所以,如果你有足够的能量,你就可以得到任意数量的粒子。
请注意,金钱(能量)始终守恒:如果您有 10 个硬币,并且将 5 个放入机器中,那么您现在有 5 个硬币,机器中有 5 个,但硬币总数仍然是 10 个!
然而,巧克力(颗粒)的数量不会被保存:你可以吃掉它们,它们就会消失,工厂会制造新的巧克力,送货员会补充自动售货机。
据我们所知,自然界中有18个这样的机器。例如,你可以去找一台电子机器,付一些钱,得到一个电子。你也可以去光子机器,支付另一笔费用并获得光子。等等。
值得注意的是,这些场之间也会相互作用并交换能量。想象一下不同机器之间的复杂管道网络,通过该网络可以将硬币从一台机器转移到另一台机器。
然而,所有这些交换都发生在管道内部,隐藏在视线之外。过程中不交换糖果。同样的事情也发生在场上:它们在“幕后”相互作用,不是交换粒子,而是彼此交换能量。
当然,一切都要复杂得多,但这就是类比所能做的一切......
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侯彦西
9秒前:据我们所知,自然界中有18个这样的机器。
IP:32.25.1.*
Dimitri
3秒前:请注意,金钱(能量)始终守恒:如果您有 10 个硬币,并且将 5 个放入机器中,那么您现在有 5 个硬币,机器中有 5 个,但硬币总数仍然是 10 个!
IP:97.31.4.*
Trina
9秒前:还记得波粒二象性吗?
IP:22.73.3.*