宇宙中的粒子可以根据它们的量子自旋分为两大类:费米子和玻色子。费米子是组成物质的粒子,它们具有半整数自旋,例如电子、质子和中子等。而玻色子主要描述的是粒子间的相互作用,它具有整数自旋,例如介导电磁力的光子。1925年,沃尔夫冈...
我们知道它的质量扭曲了空间的结构。当我们观察来自星系内部或星系之外的遥远物体的光线时,我们知道并观察到光线遵循由弯曲空间决定的路径。我们有充分的理由相信引力波也会有类似的表现。我们观测到了许多不同的引力波,当我们测量穿过地球的波时,我们可以看到它们被宇宙膨胀所拉长。引力波在宇宙中传播时,会受到空间的扭曲、弯曲和拉伸的影响。虽然万有引力会影响引力波似乎违反直觉。...
飞机的空速就是飞机相对空气的速度,它是飞机升力的一个重要参数。飞机的空速并不等于地速。停在机场的飞机可能会因为强风而飞起来,此时飞机的空速非常大,当空气的速度为零时,飞机的空速才会等于地速。我们就可以得到飞机的速度V的公式:伯努利方程描述的是流体沿着一条稳定、非黏性、不可压缩的流线移动的行为,在空气中利用伯努利方程,我们就认为空气是可压缩的,此时伯努利方程已经不再适用。式中M为马赫数。...
我们就会发现真空中会出现粒子和反粒子对,当粒子-反粒子对的其中一个落在视界之内,外面的那一个带走能量逃逸出黑洞形成霍金辐射,从而减少黑洞的质量。对霍金辐射的真正解释并不能那么形象化。我们必须计算量子场论在黑洞周围时空高度弯曲的区域的表现,这个空间包含视界外面一个很大的球形区域。在弯曲空间中进行量子场论计算会产生热辐射,黑体辐射会在黑洞视界周围的空间中发射。霍金辐射来自视界之外的空间。...
德国物理学家马克斯...
研究人员利用它产生高能粒子束射向金属来产生反质子。产生的反质子具有极大的能量,在反质子减速机中,反质子会穿过薄的金属箔,能量会减少到525万电子伏特。又会在超低能反质子设备中利用等离子体进行减速,我们储存物质需要使用容器。将反质子悬浮在真空室中,反质子在阱内沿着圆形路径移动,这种回旋振荡的频率用于计算反粒子的荷质比。然后使用带负电荷的氢离子重复该实验,所以粒子受到地球引力的影响。...
薛定谔方程在描述量子物体的波动性质方面效果很好,从量子化场的角度考虑量子物体,量子力学可以得到比薛定谔方程更好的公式。量子力学的方程可以进行修改以解释狭义相对论,这导致了量子场论的产生。1米波代表了场的最小能量状态,因此如果我们没有足够的能量来增加至少一米的波,那么我们就不会对波产生任何变化。我们的量子场中充满了最小能量的1米波,由于虚粒子不能直接观测到,它们确实会产生其他可以探测到的效应。...
电子并不是遵循经典力学的弹珠,为了描述电子间的相互作用,允许使用简单的图表以最惊人的精度计算量子物理学中最基本的现象。电子场和电磁场的性质是不同的,电子带有一个电荷,它能记录下它们的相位随着它们向未来移动而改变的事实。这个场还可以包含相位向另一个方向转变的扰动。这个粒子的相位似乎向相反的方向转动,光子场是由实数表示的矢量构成的,所以光子没有电荷。这样的一个顶点可以象征一个电子放出一个光子。...
有必要考虑量子电动力学中的所有费曼图。它允许我们为每种情况计算一个数字:通过对所有这些不同振幅的场景进行叠加,费曼图与其说是对真实现象的描述,它允许我们计算观察到结果的概率。这个力只是电子通过虚粒子交换运动的所有可能的相互作用的概率合成。量子电极动力学是一个复杂的理论,但它允许我们以令人震惊的方式预测电子、正电子和光子如何相互作用。通过综合所有具有不同振幅的可能场景。...
电磁力以我们可以观察到的形式存在于我们的周围,它的作用范围理论上是无线的,弱力非常弱,我们无法直接看到它,因为它在小于质子直径的范围内有效。为什么这两种看似不相容的力量在基本层面上是一样的呢?将这两种力结合起来的关键就是希格斯玻色子。它是唯一能改变基本粒子特性的力。下夸克变成了上夸克,中子变成了质子。这种弱力衰变对原子的稳定性非常重要,在为太阳提供能量的核聚变反应中也扮演着重要角色。...