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解密暗物质共有400集,此为第63集。
在经典物理学中,真空被认为是完全空的空间,没有物质和能量。然而,在量子场论的框架下,真空不再是一个完全空的地方。根据量子场论的基本原则,粒子和场并不总是处于静止或确定的状态,而是不断地进行量子波动。即使在最“空”的空间中,场也会以一种不确定的方式波动。这种波动被称为零点波动,而这些波动所对应的能量则被称为零点能。
零点能是量子场在“真空”状态下的最低能量状态。在这个状态下,一直认为没有真实的粒子存在,但量子场的波动却永远无法完全停止,这意味着空间隐藏着实实在在的粒子。零点能不仅仅意味着场的波动,它还导致了所谓的虚粒子存在。在量子场论中,虚粒子是那些在非常短的时间内产生并湮灭的粒子,它们并不直接可观测,但它们的存在是量子场的自然结果。
这些虚粒子会在极短的时间内出现在真空中,然后消失。尽管这些虚粒子显得很“虚”,不能被直接探测到,但它们的能量却是真实的。
零点能的直接实验验证相对困难,因为它的效应通常是非常微弱的。尽管如此,零点能的间接影响已经在一些实验中得到了观察。卡西米尔效应是量子场论中一个非常著名的实验效应,表现为两个非常靠近的导体板之间由于量子波动而产生的吸引力。这个效应实际上是零点能对物体之间力的体现。尽管这一效应非常微弱,但它已经被实验验证。
这些虚粒子所谓的虚是暂时无法直接探测到。但可以通过各种手段探测到具有实实在在的粒子特性,也能探测到这些虚粒子的动力学特性,更能探测到这些虚粒子的能量特性,并且能探测到其温度特征。
总之,真空具有典型的能量特性,这些能量特性不是所谓的真空本身所具有的,而是真空中隐藏的暗物质所具有的。真空零点能是暗物质所具备的能量,所谓的虚粒子是实实在在的暗物质粒子,卡西米尔效应就是真空零点能的实验验证。可以通过各种手段探测到具有实实在在的粒子特性,也能探测到这些虚粒子的动力学特性,更能探测到这些虚粒子的能量特性,并且能探测到其温度特征。
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