在兩塊磁鐵之間,相互作用是靠什麼粒子來傳遞的?

2020-12-15 艾伯史密斯

電磁相互作用的傳遞粒子是光子,但這裡不是一般的光子,而是不可直接觀測的虛光子。

目前人類已發現四種相互作用,其中電磁力描述的是電荷之間的相互作用,在日常生活中,我們能接觸到的真實力,除重力外,其他的本質上都是電磁力;比如拉力、彈力、摩擦力、支撐力等等。

在量子場論中,描述每種相互作用都有傳遞粒子,比如強力的傳遞粒子是膠子,弱力的傳遞粒子是w玻色子和z玻色子,引力的傳遞粒子是引力子(引力子還未被證實),而電磁力的傳遞粒子是光子。

我們知道,光子就是電磁波,電磁波的頻率波段有非常寬的範圍,可見光(400nm~760nm)只是非常狹小的一個波段。

我們人眼只看感知可見光波段的光子,實驗儀器可以檢測出所有波段的光子;但是電磁相互作用的傳遞粒子,並非一般的光子,而是「虛光子」,虛光子不能直接觀測到。

由於量子力學中的不確定性原理,虛光子具有動量和質量的不確定度,虛光子存在的時間極短,而且虛光子不滿足相對論能量三角形。

虛光子的概念比較難理解,它的性質很多時候和實光子相似,比如沒有靜止質量,始終以光速運行等等。

或許可以把虛光子看成一種數學處理的結果,在數學描述上虛光子比實光子多了一個虛數單位「i」,在處理過程中虛光子和實光子遵循一樣的法則,但是最終在計算可觀察量時,虛光子就會自動消失。

就好比我們在使用複變函數,來計算一些實積分時,積分路徑雖然通過了複平面,但是最終的積分結果,虛數單位「i」會自動消失,最終得到一個實數值。

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  • 兩塊磁鐵之間的磁力靠什麼粒子傳遞?
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