大学物理上场这种物质怎么理解?别跟我说是种特殊的物质,来个权威的专业的!

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/07/04 09:47:28

量子场论给出了物质存在形式的一个基本物理图象,可以描述如下:

与每种粒子相对应存在一种场,场没有不可入性,充满全空间。对应各种不同粒子的各种场互相重叠地充满全空间。例如与光子相对应存在电磁场、与电子相对应存在电子场、与中微子相对应存在中微子场、与质子相对应存在质子场、与中子相对应存在中子场,它们同时存在于全空间。

各种场的能量最低的状态称为这种场的基态,当一种场处于基态时,这种场就不能通过状态的变化释放能量而输出任何信号,从而不会显现出直接的物理效应,这时表现为看不到存在粒子。场处于激发状态时表现为出现相应的粒子,场的不同激发状态表现为粒子的数目和运动状态的不同。例如电磁场的激发状态表现为出现光子,电子场的激发状态可以表现为一个电子,也可以表现为多个电子。

按照这样的认识,物质的两种存在形式中,场是更基本的,粒子只是场处于激发状态的表现。

当所有的场都处于基态的时候,任何一个场都不可能释放出能量而给出信号,显现出粒子,这时是物理上的真空。由此可见,真空并不是“真”的“空”无一物。真空状态时,全空间充满了各种场,物理真空并不空。

现在已经发现的粒子之间的相互作用有四种。一种是电磁相互作用,其媒介粒子是光子,一种是引力相互作用,其媒介粒子是引力子。这两种媒介粒子的静止质量都是零,这就决定了这两种相互作用都是长程作用,即力程等于无穷大的相互作用。正因为它们是长程作用,随距离的增加而减弱得不快,在宏观世界中就可以观察和研究,并且在19世纪就已经在宏观世界中研究得相当清楚了。再一种相互作用是弱相互作用,它的媒介粒子是带正电荷和带负电荷的W粒子和不带电的Z粒子。这三种粒子都有很重的静止质量,W粒子的质量是质子质量的85.5倍,Z粒子的质量是质子质量的97.2倍。这就决定了弱相互作用是力程很短的短程力,其力程约为一千分之二点四费米,即一百亿亿分之二点四米。还有一种是强相互作用,它的媒介粒子是分子和胶子,最轻的介子是π介子,它的质量是质子质量的0.149倍。这就决定了强相互作用也是短程力,其力程比弱相互作用的力程约大三个数量级,约为1.4费米,即一千万亿分之一点四米。这四种相互作用的媒介粒子中,介子的自旋可以是零或1,引力子的自旋是2,其他的媒介粒子自旋都是1