物理學家第一次直接證明真空波動的存在

2020-12-12 中國青年網

科學家發現根據量子物理學的理論，真空中光波和無線電波完全消失後，真空波動仍然存在

　　據國外媒體報導，真空是絕對虛無的嗎？目前物理學家已經成功證明了真空波動的存在，通過高精度的光學測量技術直接觀測到所謂的真空波動。從物理學的角度看，真空波動被認為是量子光場的閃爍，即使在完全黑暗的宇宙之中，真空波動也能夠被物理學家們發現。就像沒有信號輸入的電視屏幕一樣，真空波動在空間中呈現隨機波動，而且它們以非常高的速度不斷變化。

　　本項研究來自德國康斯坦茨大學的物理學家小組，他們通過短光脈衝成功實現了真空波動的探測。科學家發現根據量子物理學的理論，真空中光波和無線電波完全消失後，真空波動仍然存在。這個發現對於量子物理學發展而言是至關重要的，因為這是海森堡不確定性原理中推出，後者則是量子物理的主要支柱理論。其發現決定了電場和磁場不能同時消失，甚至在完全黑暗的空間中，仍然存在有限波動。

　　這一現象直到目前才被實驗直接發現，我們通常假設的真空波動在過去只被間接探測到。探測真空波動的關鍵在於極高的靈敏度，我們已經研發出對電場高解析度實驗裝置，這使得我們有可能直接探測到真空波動。康斯坦茨大學開發的超短脈衝雷射系統屬於世界領先的光學技術，為這項實驗提供了必要的基礎。時間精度可控制在飛秒級範圍內，有了這種極端的精度和靈敏度，我們第一次觀測到真空中的起伏。（羅輯/編譯）

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  • 真空不空
    當時物理學家對于波動的圖像主要來自於聲波和水波，例如空氣的壓縮可以形成聲波，水的振動可以形成水波。因此，直觀地來看，波動是需要依賴於某種媒介的。既然電磁波能夠在整個空間傳播，物理學家很自然地認為，整個宇宙空間都瀰漫著一種特殊的媒介，叫做「以太」，電磁波就是以太的振動而形成的。這可以看成是當時物理學界對於真空這個概念比較流行的看法，即真空中充滿著以太。
  • 虛空中的波動?量子力學中,真空並不是空的!
    博科園：本文為量子物理學類在量子物理學中，真空並不是空的，而是浸沒在電磁場的微小波動中。直到最近，還不可能直接研究這些真空波動。蘇黎世聯邦理工學院研究人員開發了一種方法，可以讓他們詳細描述波動的特徵。真空並不是真正的空——至少不是根據量子物理定律。根據量子力學，真空中充滿了所謂的真空量子漲落。例如，這些是電磁場的小擾動，隨著時間的推移平均為零，但可能會在短時間內偏離它。蘇黎世聯邦理工學院量子電子學研究所的傑羅姆·費斯特教授和同事們現在成功地首次直接描述了這些真空波動的特徵。
  • 真空中的「光速不變」並不絕對
    兩篇即將發表在《歐洲物理學雜誌》（EPJD）的論文挑戰了物理學界關於真空性質的既有智慧，在一片論文中，來自法國奧爾賽的巴黎大學的馬塞爾·厄爾本和他的同事一起，確定了一種量子水準的發生機制，以此解釋了充滿真空中的虛粒子擁有波動的能量，這種真空的固有特性造成了光速的波動，也許真空中的光速不會是一個固定的常數，而是波動的變數。
  • 虛空中的波動?量子物理學中,真空不是空的!
    在量子物理學中，真空並不是空的，而是浸沒在電磁場的微小波動中。直到最近，還不可能直接研究這些真空波動。蘇黎世聯邦理工學院研究人員開發了一種方法，可以讓他們詳細描述波動的特徵。真空並不是真正的空——至少不是根據量子物理定律。根據量子力學，真空中充滿了所謂的真空量子漲落。
  • 真正的真空,也許沒你想的那麼空
    當時物理學家對于波動的圖像主要來自於聲波和水波，例如空氣的壓縮可以形成聲波，水的振動可以形成水波。因此，直觀地來看，波動是需要依賴於某種媒介的。既然電磁波能夠在整個空間傳播，物理學家很自然地認為，整個宇宙空間都瀰漫著一種特殊的媒介，叫做「以太」，電磁波就是以太的振動而形成的。這可以看成是當時物理學界對於真空這個概念比較流行的看法，即真空中充滿著以太。
  • 宇宙揭秘:真空並不是「什麼都沒有」, 但真空裡到底有什麼呢?
    在真空中，我們看到的其實是一大鍋在波動的量子場湯，變化得非常快。我們通常認為的空無一物的空間實際上充斥著夸克和膠子場波動。這聽起來不可思議。有一點很反直覺的是，處於最低能量態的真空應該一些東西，但事實上為了清理掉那些能量波動建立一個真正的真空需要更多的能量。
  • 為什麼真空光速相對所有參考系速度不變?
    那麼對於真空中的光速來說，客觀現實就是——事實上觀測到的真空光速是不變的。愛因斯坦把這個觀測事實上升到了一條基本原理作為相對論的基礎，即真空光速不變原理。二、原理和公理的區別我們都知道數學中是有很多公理的，比如歐幾裡得幾何中，過任意兩點有且僅有一條直線。數學中的公理是不需要證明的，是大家公認的，直接拿出來就可以用。
  • 學術翻車,數學天才陶哲軒與物理學家合力證明了一個已存在的公式
    2019年8月，三位物理學家 Peter B.Denton、Stephen J. Parke 和張西寧在研究中微子的時候發現了這個數學等式。如果這個公式是正確的話，則會在線性代數中一些最基本和最重要的對象之間建立意想不到的聯繫。他們不相信自己會找到這種基礎數學的新發現，但是他們在任何書籍或者論文中都找不到相關的公式。這幾位物理學家發現的新公式是關於求解特徵向量的。
  • 真空中充滿起伏不定虛粒子 光速或並非固定常數
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  • 黑洞形成的數學探索與非線性波動方程|硬核科普
    1916年德國物理學家K. Schwarzchild找到了除Minkowski解（平直時空）之外的第一個精確解——Schwarzchild解。這是一個不依賴物質場的真空解。在當時，這個解描述了在規則星體之外的球對稱靜態時空。雖然現在看來找到Schwarzchild解的精確形式並不複雜，但在當時仍然意義非凡。 1922年，俄國物理學家A.
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    量子先鋒解碼物質之謎
  • 物理學家已經證明,量子波動會影響宏觀物體
    光是一種電磁輻射，電磁光場的最低能量量子態稱為真空。儘管有真空吸塵器的名稱，但它並非完全是空的。它包含量子波動，這些波動會在光波的幅度和相位的測量中產生不確定性（在正弦波的情況下，相位描述了波形偏離與波周期開始相對應的最小幅度的偏移）。這些不確定性通過海森堡的不確定性原理進行量化。
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    如果沒有它，物理學家將面臨一個嚴峻的前景:這些定律只是空間和時間結構中隨機波動的一種武斷、混亂的結果。大型強子對撞機將在2015年繼續粉碎質子，為尋找答案做最後的努力。但是在論文、演講和採訪中，頂尖物理學家已經開始面對宇宙可能是非自然的這種可能性。(然而，對於如何證明這一點，各方存在廣泛分歧。)
  • 讀完《量子理論》,我找到了「量子波動速讀」存在的理論基礎
    最近，一則關於某培訓機構組織「量子波動速讀大賽」的新聞在網友中引起熱議。視頻中的學生心不在焉地快速翻動手上的書本，據說，這樣做可以讓學生在1-5分鐘內讀完一本10萬字的書，並能完整複述書中內容。而在「量子波動速讀」的官方網站上，我們還能看到這一閱讀方法令人目瞪口呆的神奇作用。
  • 真空宇宙會有能量存在嗎?
    假設我們把所有不同數量的物質和能量帶走，使宇宙中沒有任何類型的粒子或反粒子；我們移除任何引力或空間曲率的來源，把宇宙縮小到純粹的空白（真空）空間；且可以保護宇宙不受任何外部電場、磁場或施加核力的磁場的影響，從而消除它們對我們正在考慮的時空可能產生的任何影響。像這樣的真空宇宙會有能量存在嗎？
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    會前，中國科學院院士、高能物理學家王貽芳接受了紅星新聞等媒體的採訪。目前，王貽芳專注於高能物理（又稱為粒子物理）領域，他帶領團隊測出「幽靈粒子」中微子的震蕩模式，被譽為「中國本土迄今為止最重要的物理學成果」。對於近期被曝光的騙局「量子波動速讀」，王貽芳對紅星新聞記者評價稱，「公眾的科學素養有待提高。」
  • 為什麼物理學家都不喜歡「多重宇宙論」?!
    這就是著名的「宇宙學常數問題」，雖然謎底尚未解開，但對人類的存在而言，真空的這種極端虛空似乎不可或缺。但一推算這種真空能量的密度，科學家就發現，它跟量子場論（粒子物理學理論）中的真空產生了衝突。真空能量唯一的作用是一種引力作用，因此，要抵消真空能量，需要的是一種引力機制。但在宇宙誕生之初，當這種機制發揮作用時，宇宙是那麼的小，相對於物質和輻射的總量，那點真空總能量簡直可以忽略不計。跟其他所有東西的引力比起來，真空能量的引力作用根本不夠用。「這是宇宙學常數問題最大的難點之一，」2007年時，物理學家拉斐爾·布索（Raphael Bousso）這樣寫道。