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暗物质与宇宙75-真空极化

已有 50 次阅读 2024-7-24 19:06 |个人分类:暗物质与宇宙模型-第二版|系统分类:科研笔记

暗物质粒子由正反粒子构成,暗物质与正反粒子可以相互转化,这是解开现代物理与现代天文的唯一正确路径。

真空极化

在量子场论,尤其是量子电动力学里,真空极化被认为是一个在背景电磁场中产生电子-正电子的虚粒子对的过程。基态真空不单纯只是空无一物的空间,而是存在着存活时间很短的虚正反粒子对,从真空中产生并彼此湮灭。这类的粒子对会形成电偶极矩。按照近代物理学观点,真空不是虚空,而是量子场系统的基态,具有复杂的结构。处于基态的量子场在不断振动,具有零点振动能,且具有相互作用,真空中各种量子场不断地有各种虚粒子在产生、消失和转化。这些粒子具有实实在在的物质特性,真空中的各种量子场就是实实在在的场物质所形成的。

在某种意义上真空隐藏着介质,类似于电磁学中电场对电介质的极化,真空与外电磁场的相互作用产生真空极化。真空极化反过来会影响粒子的性质,导致可观测的后果。氢原子能级的兰姆移位和电子反常磁矩是两个典型实例。实验观测的结果与量子电动力学考虑真空极化效应的计算结果,在非常高的精度上保持一致,证实了真空极化效应。实际上,空间不能被真正的极化,极化的是场物质。

在量子力学里,真空并不意味着没有任何场、粒子或能量。量子真空是一种能量为最低的状态,它只是被称作真空而已,实际上空间散布着场物质。

当在量子水平上观察时,真空并不是空无一物,而是充满了接连不断产生和消失的基本粒子对,如电子-正电子对。这些真空中随机产生的粒子其实也是真实的,但是它们的寿命非常短。实际上并不是电子-正电子对的不断产生与湮灭,而是场物质与正负电子对不断相互转化。

Marcel Urban及其同事第一次建立起描述真空磁性和极化性质的量子理论,即真空的磁导率介电常数,这两个参数决定了光速,它们与真空中单位体积中的虚粒子数量相关。因此,从理论上讲,光速并不像传统物理学中认为的那样是固定的常数。光子传播时间的涨落估计值在每平方米5×10-17秒,这是可以借助于最新超快激光进行实际检验的。另一方面,Leuchs Sanchez-Soto把真空中的带电虚粒子描述为由于真空极化而产生的电偶极子。这与麦克斯韦方程是完全一致的,并且得到了赫兹实验的验证。在电磁信号放射与接收中已经得到了极其广泛的应用。所以说,真空极化是这样的,真空不空。也可以等价的说空间散布着隐身的场物质。在真空状态下,空间不是一无所有,场物质会出现量子涨落现象。

总之,真空极化并不是真正意义上的空间被极化了,而是空间散布的隐身场物质被极化了。真空中的各种量子场与正反粒子对有着密不可分的关系,即使基态真空里,这些粒子也具有实实在在的物质特性。由正反粒子构成的场物质就是真空中的电解质,与外电磁场的相互作用产生极化。背景电磁场中产生电子-正电子的虚粒子对的过程,实际上并不是电子-正电子对的不断产生与湮灭,而是场物质与正负电子对不断相互转化。场物质能够被极化成电偶极子,这与麦克斯韦方程是完全一致的,并且得到了赫兹实验的验证,在电磁信号放射与接收中已经得到了极其广泛的应用。因此说场物质包含正反粒子,能够被极化为电偶极子,也能够与正反粒子相互转化。

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