為什麼光子不會發生碰撞構成光子的粒子也一直沒被捕獲過？

2020-09-05 焦子之

這個問題問的非常好，正如我們沒辦法抓住或觀測到構成光子及物質的最小單元一樣，我們的確抓不到光子。因為，一旦光子被捕獲，它就會坍縮，整個光波的能量就會坍縮到一點並被賦予捕獲實施主體。然而，這裡涉及到一個根本性問題，光子不是有粒子性的嗎？它由什麼樣的粒子構成，又為何這種粒子始終對我們遁形呢？根據分析，我認為構成光子的粒子可以認為是具有對稱性形態的量子。量子場論已經明確，空間是布滿量子的，根據實驗數據推測，我們已經檢測到量子真空能量密度的上限是10^14 GeV/m³，但根據量子場論估算的結果是10^121 GeV/m³，二者難以置信地相差了107個數量級。雖然差值很大，但早在1948年，卡西米爾效應的發現就已證實真空量子場能是的確存在的。那問題是量子場能是由什麼又以什麼形式構成呢？根據基於對稱性法則的假定，構成量子場能的量子應該是具有從無窮大到無限小（無限趨於0）外延（命名為空象）密度和從無窮小（無限趨於0）到無窮大體積的三維球形結構（如圖所示）。

儘管量子有這種非均勻性放射遞減這種非對稱結構，根據李政道非對稱性意味著物理指標的存在，這樣我們理應能觀測到量子，但是，量子恆以光速運動的特點又使其基於下式對外恆表現完全為0的密度:

ρ_v=ρ_0（1－v^2/c^2）^1/2|_v=c=0

（1）

其中ρ_0為量子外延靜止密度，v為量子相對外界恆為光速的運動速度，ρ_v為量子相對外界的密度。

基於對稱性法則，到量子中心等距圓環空象密度總和不變，若假設外延空象密度總和為1,則到中心距離為S圓環處空象密度應為ρ=1/(2πS).變形得到ρS=1/2π，即可得到：

ρ_v·S_v=ρ_0·S_0

(2)

該式中S_v為因量子因相對觀察者運動變化的空間，S_0為無相對運動時量子到觀察者的靜止距離。根據相對論我們知道二者具有下述關係:

S_v=S_0/（1－v^2/c^2）^1/2

（3）

也就是說（1）式關於恆以光速運動量子恆具有不可觀測性是可以從相對論相對時空變換推論得到的。

另一方面，由於恆以光速運動量子相對空間距離恆為無窮大:

S_v=S_0/（1－v^2/c^2）^1/2 |_v=c=+∞

（4）

也就意味著任意量子具有不可觀測不可捕獲的恆隱身特徵也就可以解釋了。

不過，關於量子構成無靜質量光子和有靜質量物質還涉及到量子糾纏形成光波二維開弦及物質二維閉弦。這部分內容在以下兩篇文章有詳細闡述，有興趣可以查看:

焦剛珍.基於相對論和測不準規律對時間本質的探討[J],天津理工大學學報,2020,36(1):46-53.

焦剛珍.基於時間標尺本質的引力發生機制探討[J],天津理工大學學報,2020,36(3):53-58

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