《宇宙与微观物理》新一期内容发布以后,许多物理学家都关注到了波粒二象性的表述问题。
物理界对于波粒二象性问题,有着不算明确的表述,常规的表述是提供了一个理论框架,使得任何物质有时候表现出粒子性质,有时候又能够表现出波的性质。
量子力学认为自然界所有的粒子,包括不带质量的光子、中微子,包括带质量的电子、原子,都能够用一个微分方程来描述。
比如,薛定谔方程。
这个方程的解就是波函数,它描述了粒子的状态。
波函数具有叠加性,它们能够像波一样互相干涉,同时,波函数也被解释为描述粒子出现在特定位置的机率。
这样,粒子性和波动性就统一在同一个解释中。
其中牵扯到德布罗意波长的问题,解释了生活中观察不到物体的波动性,是因为德布罗意波长比可观察的极限尺寸要小很多,因此可能发生波动性质的尺寸,在日常生活经验范围之外。
物理界的常规解释,感觉就像是对波粒二象性问题的‘强加’解析,让人感觉难以理解,碰到物理问题的时候,也基本上用不到。
现在王浩的研究组发布的成果内容,则是以光子的拓扑构造,给出了波粒二象性全新的解释。
简单来描述就是,“每一个光子都可以单独存在,同时也可以相互关联。”
其中的关键就在于二点五维的拓扑结构。
同时,因为二点五维的拓扑结构,不能够持续停留在三维宇宙中,就需要不断的运动,才能够保证其持续存在。
这也解释了不带质量粒子的高速运动,并拓展到微观粒子的震颤问题。
实际上,新的解释也并不是很清晰,只是以数学框架从侧面论证了二点五维拓扑结构的特性。
但作为一项全新的理论,对于波粒二象性的全新解释,已经完全足够了。
由此可以推广到,绝大部分粒子都拥有二点五维结构,也说明了光子能够不断产生的原因。
很多的物理现象中,都会有光子的存在,即便只是光的传播过程中,反射现象都是光子的湮灭到光子的产生过程。
如果继续广义的去思考,可以推广到粒子都是相互关联的,哪怕是电子和光子,完全无关的两种粒子,都同样拥有二点五维拓扑结构。
以此,很多无法解释的物理现象,也可以做出解释。
比如,最经典、最神秘的双缝干涉实验。
如果深入去思考,双缝干涉实验是很恐怖的,有好多科学家都做过双缝干涉实验。
简单来解释,就是当存在摄像机对于光子进行观测的时候,光就不会表现出波的性态。
反之,在没有进行观测的情况下,光就会表现出波的性态。
那就好像是光子‘知道’有人进行观测,从而表现出不同的性态来隐藏自己。
波粒
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