《電子技術(shù)應(yīng)用》
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光子也有壽命 下限百億億年比宇宙還長

2013-07-31

  據(jù)國外媒體報道,,愛因斯坦提出的光電效應(yīng)將光量子化,,金屬在吸收光子后釋放出電子,我們可以根據(jù)方程式計算出光量子的能量,,光子是一種基本粒子,,質(zhì)量被認為是0,光子的諸多特性已經(jīng)被物理學家們發(fā)現(xiàn),,比如較為著名的光子具有波粒二象性,,光子不僅能表現(xiàn)出“光量子”的行為,也有干涉,、折射等波的性質(zhì),。然而,光子是否具有壽命呢,?來自德國的物理學家發(fā)現(xiàn)光子在其參照系中的壽命為三年,,但是如果在我們的參照系中,,光子的壽命就會大大增加,達到10的18次方年,。

 
 光子在宇宙空間中以近光速進行傳播,,其壽命可達到10的18次方年

    有研究認為光子有一個確定的壽命期,事實上天文學家在觀測遙遠天體時都是接收到數(shù)十億年前遙遠天體發(fā)出的光子,,但是根據(jù)一些理論研究發(fā)現(xiàn),,光子可以存在一個非零的靜止質(zhì)量,盡管這個質(zhì)量非常小,。研究人員通過一些電場和磁場的實驗發(fā)現(xiàn)該質(zhì)量上限為10的負18次方電子伏特,,光子可以衰變成其他較輕的基本粒子,比如中微子和反中微子,,甚至是一些目前未知的粒子,,它們可能超出粒子物理學上的標準模型。

    位于德國海德堡的普朗克核物理研究所科學家朱利安·赫克認為我們可以通過宇宙學上的觀測來發(fā)現(xiàn)光子衰變的跡象,,宇宙微波背景輻射(CMB)是宇宙年輕時留下的信息,,大爆炸僅發(fā)生了38萬年,在此之前,,宇宙中的物質(zhì)與輻射有內(nèi)在的聯(lián)系,隨著宇宙經(jīng)歷了暴漲時期,,炙熱的等離子體和輕原子核開始冷卻下來,,使得中性原子得以形成,光子開始在宇宙空間中“旅行”,。隨著時間的推移和宇宙膨脹,,其波長逐漸被拉長,根據(jù)宙背景探測衛(wèi)星(COBE),、WMAP探測器以及普朗克空間望遠鏡的探測結(jié)果,,CMB頻譜是對黑體光譜性質(zhì)的最精確測量

    朱利安·赫克發(fā)現(xiàn)CMB是一個幾乎完美的黑體,,結(jié)合質(zhì)量與宇宙微波背景輻射的限制條件,,可以得出光子在其自身的靜止參照系中壽命為三年,但是這些微小質(zhì)量的光子在時空中以近光速運行時,,其壽命可達到10的18次方年,。

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