上帝粒子的发现,让我们人类找到了回家的方向!虽然归途坎坷遥远,但只要不迷失方向,人类一定会回到家的。其实我们人类的先祖来自一个非常遥远的,上万亿光年的巨大星球,那里四季如春,那里花香扑鼻。那里没有疾病,没有战争,没有国界。那里植物茂盛,瓜果粮食不种自生。那里没有邪恶,没有奸诈。那里人类和动物友善相处,所有动物都以植物为食,那里的世界和平,和睦,美好幸福。那里的科技发达,是我们地球人类的一万倍。有一天,他们派了一艄宇宙飞船来到地球,因飞船故障,宇航员们永远留在地球,再也回不了那可爱的家园。
1.上帝粒子又叫做希格斯玻色子,是一种没有质量的粒子,是所有的粒子中最为著名的一个,也是最为重要的一个,并且这个粒子是所有的62个粒子中唯一一个没有质量的粒子,是粒子物理学标准模型中自旋为零的玻色子。
2.希格斯玻色子是因物理学者彼得•希格斯命名,物理学家利昂•莱德曼无意中为希格斯玻色子起了“上帝粒子”这么一个名字。“上帝粒子”源于莱德曼的《上帝粒子》这本书,这个绰号也让许多物理学家对它心生畏惧。
3.如果没有上帝粒子,宇宙中的所有粒子都将以光速运动。这么快的速度运行,粒子将无法结合到一起,就不会产生原子、分子、DNA、蛋白质,也就不会有生命,不会有人类,不会有其他任何物质,宇宙将会是一片虚无。
关于量子纠缠中的“纠缠”,有人举了一个有趣的例子:
假如你有一个女儿嫁到了北京,而你在广东,父女俩没有任何联系。有一天,女儿生了一个大胖小子,而你依然没有接到女儿报喜的电话或书信,但是在小孩出生的那一刻,你已经成为外公了。
量子纠缠与此类似,一对纠缠的量子,不管相隔有多远,只要其中一个量子发生改变,另一个量子马上就会有相应的变化,这种变化不受时间和空间的影响。
量子纠缠与“喜当外公”一样吗?刚才举了“喜当外公”的例子,只是想说明量子纠缠发生的时候,不受时间和空间的约束,但实际上这两者之间还是不一样的。
首先,两个量子之时的相互改变,是以运动形式展示出来的。比如一对纠缠的量子分别是A和B,A以顺时针方向旋转,B以逆时针方向旋转,这样彼此间形成了纠缠状态。如果把A留在地球,把B送到冥王星,此时它们仍然会以最初的状态纠缠,但是当其中一个量子发生改变时,另一个量子就会马上改变,注意,是马上,没有时间延时,瞬间!
“喜当外公”的例子则不一样,那只是称谓上的改变。女儿生了儿子,女儿升级成了妈妈,女儿的爸爸也相应升级成外公。然而“女儿”、“儿子”、“妈妈”、“外公”,这些称谓都是人类发明的,称谓的改变并没有带来物体的运动。
其次,量子纠缠可以是一对量子,也可以是多个量子之间,只要它们形成了纠缠态,不管分开多远的距离,这种纠缠态就会一直存在,没有形成纠缠的量子之间不存在这种现象。量子纠缠必须是形成纠缠的量子影响着彼此。
“喜当外公”的例子中,如果女儿是其中一个量子,父亲是另一个量子,而生下的婴儿就是第三个量子。可能有人会说,婴儿我们可以不管,只要女儿生了小孩,父亲就是外公,但是父亲成为外公的前提是必须要有婴儿的存在。
换句话说,是婴儿影响了父亲,让他成为外公,但婴儿并不是最初的纠缠量子,因此这个例子不符合量子纠缠。
那么量子纠缠到底是怎么回事?量子纠缠,通俗来说就是纠缠的量子之间跨越时空相互影响,不管相隔有多远,依然可以“感应”到对方。
是什么让这些纠缠量子之间保持着“即时通讯”呢?
根据爱因斯坦的理论,世界上没有任何物体的运动速度可以超过光速,但是量子纠缠的感应速度已经远超光速。如此快速的信息传递,靠的是什么?
目前科学家还没有找到纠缠量子之间通讯的“介质”,而且在整个量子力学中,还有很多未解之谜等待着科学家们去解答。比如“双缝干涉实验”,观察和不观察,光子的运动会出现两种不同的结果,这里又有什么力量在操纵着实验呢?
不过关于量子纠缠的原理,网络上有不少猜想,有些还是不错的:
量子质量论:量子没有质量。根据爱因斯坦的相对论,任何物体的运动速度都不可能超过光速,这里的物体是指有质量的物体。量子没有质量,因此它的运动速度就可以超过光速。
再根据狭义相对论,物体速度越快,时间就越慢,当达到光速的时候,时间就会停止。量子没有质量,能够超光速运动,所以量子之间的时间也是静止的,换句话说,它们拥有了“瞬移”的能力。
量子有了瞬移能力,纠缠量子之间不管相隔多远,也能保持着纠缠状态。
空间折叠论:我们学几何的时候,都学过“两点之间线段最短”这个知识吧?实际上,两点之前最短的距离是相互折叠。
哆啦A梦向大雄介绍任意门的时候,就普及了折叠空间的知识:在白纸上画两个点,按照传统知识,用直尺将两点连起来就是最短的距离,但还有更短的,那就是将纸折叠起来,让两个点重合,这样两个点几乎贴在一起,没有比这个距离更短了!
纠缠量子之间如果存在折叠空间,不管它们被分开多远的距离,实际上也是紧紧贴合在一起,只是这种折叠状态不能被我们肉眼所观察。
以上两种猜想,虽然看似脑洞大开,但我觉得还是非常不错的,科学就是要敢于想象。量子力学刚开始的时候,所有的理论几乎都是猜想,因为量子实验的门槛非常高,科学家从第一次对量子纠缠进行实验到现在已经过了七十年,中间的难度和艰辛可想而知。
量子纠缠的应用
科学家们花费了大量的精力去研究量子纠缠,到底有什么用呢?
有人觉得,量子力学太玄乎,“遇事不决,量子力学”,所以觉得量子力学不靠谱,有点像科幻电影,与我们的现实生活也相差甚远。
这种想法完全是错误的,就拿量子纠缠来说,如今已经开始被应用于信息加密领域,而且量子加密手段比传统的电子加密更安全,传递速度也更快!
量子有一个非常有意思的特点,那就是不能被观察,这也是量子力学中微观粒子具有叠加态的特征。如果去观察粒子,这种叠加状态就会塌缩掉,这时候我们就可以知道这段加密信息已经被人窃取。
利用量子纠缠进行信息加密,这是目前最安全的信息加密手段。
举个例子,A和B之间需要通讯,他们不想被别人窃听,于是建立一个密钥,双方输入这个密钥就能够正常通讯,别人不知道密钥,所以无法窃听。
但是这个密钥如何让双方都知道?我想一个,然后打电话告诉你,或者你想一个,再打电话告诉我?不管谁想出来的密钥,都要先通过某种介质告诉对方,这样双方才能建立连接。但是密钥在传递过程中就是最容易被窃取的!
如果利用量子纠缠进行密钥分发就完全不同了。我们国家的墨子号卫星就成功实现了利用量子纠缠技术,对相隔1200公里的两个基站进行密钥分发。
过程是这样的:墨子号卫星将纠缠的光子分别发射给两个基地,由于光子之间保持纠缠状态,因此双方收到后可以得到完全一致的信息。光子同时具备了量子力学里的叠加状态,所以不能被观察,如果传输过程中的光子被获取或者观察,那么被观察的光子就会塌缩,窃听行动就暴露了。
结语量子力学非常有趣,或许在未来的某一天,这门学科可以改变我们的生活,让很多科幻电影里才有的情节,也可以出现在我们的生活中。
大家对量子纠缠有什么看法呢?欢迎在下方评论留言。
上帝粒子,就是所谓的希格斯玻色子,它也是粒子物理标准模型的最后一块拼图,而上帝粒子并不只是假想粒子,它于2012年发现,2013年宣布被证实,发现的就是希格斯玻色子,这一发现也证实了标准模型的正确性。
那么希格斯玻色子到底是什么?为什么被称为上帝粒子!
简单的说,就是它是希格斯机制的必然产物,也是证实标准模型的关键基本粒子!
构成物质以及传递四种相互作用力的费米子、玻色子。为什么有的基本粒子有质量,有的没有?这个就有了标准模型中的希格斯机制,当粒子于宇宙中普遍存在的希格斯场相互作用时,便产生了质量,没有相互作用便没有质量,这就是基本粒子有的有质量有的却没有,关键就是有没有和希格斯场产生相互作用,而当粒子和希格斯场作用时,就会产生希格斯粒子,也就是上帝粒子
所以上帝粒子就是正明标准模型希格斯机制的关键所在,若发现了,那就说明标准模型没有错,若没发现,那么标准模型或许将会被放弃,科学家将去研究其他没有希格斯机制的理论,寻求答案,而上帝粒子13年被证实发现,造成不小轰动,也使的标准模型最终完善!
上帝粒子是指希格斯玻色子,自旋为0。给别的基本粒子赋予质量的粒子。可以理解成因为有它才有其他例子。所以称之为上帝粒子。
虽然人类目前已经发现了61个基本粒子。但是引力子存在与否仍然未解。而且暗物质,暗能量也未知。而且科学家不认为这61个是全部或者是最底层。所以科学还需要继续。科学还任重而道远。
要说什么意义,就比如是一堵墙挡在人类和宇宙之间。然后现在人类又摸清楚其中一块砖的位置。仅此而已。
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