光子壽命可能比宇宙長 [複製鏈接]

biggun

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電梯直達

樓主

發表於 2013-8-4 18:44:59 |只看該作者 |倒序瀏覽

光子在宇宙空間中以近光速進行傳播，其壽命可達到10的18次方年。
（綜合報導）騰訊科學：愛因斯坦提出的光電效應將光量子化，金屬在吸收光子後釋放出電子，我們可以根據方程式計算出光量子的能量，光子是一種基本粒子，質量被認為是0，光子的諸多特性已經被物理學傢們發現，比如較為著名的光子具有波粒二象性，光子不僅能表現出「光量子」的行為，也有幹涉、折射等波的性質。然而，光子是否具有壽命呢？來自德國的物理學傢發現光子在其參照系中的壽命為三年，但是如果在我們的參照系中，光子的壽命就會大大增加，達到10的18次方年。

有研究認為光子有一個確定的壽命期，事實上天文學傢在觀測遙遠天體時都是接收到數十億年前遙遠天體發出的光子，但是根據一些理論研究發現，光子可以存在一個非零的靜止質量，儘管這個質量非常小。研究人員通過一些電場和磁場的實驗發現該質量上限為10 的負18次方電子伏特，光子可以衰變成其他較輕的基本粒子，比如中微子和反中微子，甚至是一些目前未知的粒子，它們可能超出粒子物理學上的標準模型。

位於德國海德堡的普朗克核物理研究所科學傢朱利安·赫克認為我們可以通過宇宙學上的觀測來發現光子衰變的跡象，宇宙微波背景輻射（CMB）是宇宙年輕時留下的信息，大爆炸僅發生瞭38萬年，在此之前，宇宙中的物質與輻射有內在的聯繫，隨著宇宙經歷瞭暴漲時期，炙熱的等離子體和輕原子核開始冷卻下來，使得中性原子得以形成，光子開始在宇宙空間中「旅行」。隨著時間的推移和宇宙膨脹，其波長逐漸被拉長，根據宙背景探測衛星（COBE）、WMAP探測器以及普朗克空間望遠鏡的探測結果，CMB頻譜是對黑體光譜性質的最精確測量。

朱利安·赫克發現CMB是一個幾乎完美的黑體，結合質量與宇宙微波背景輻射的限制條件，可以得出光子在其自身的靜止參照系中壽命為三年，但是這些微小質量的光子在時空中以近光速運行時，其壽命可達到10的18次方年。