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解密暗物质共有400集,此为第102集。
在量子场论看来,场也是物质存在的基本表现形式,每一种粒子都可以看作是一种独特场的量子化表现形式。也就是说,量子场论描述了一个场与粒子统一的物理图景,在整个宇宙空间,同时充满着各种场,各种场相互重叠。每一种粒子对应着一种特殊的场。
要想走出一种粒子对应一种场的困境,那就必须先弄清量子场的本质。实际上,场是场态粒子规律对称性破缺产生的势,这种势能是通过粒子交换光子相互作用形成电磁波来传递。
显态粒子具有天然的对称性破缺特性。不同对称性破缺诱导场态粒子产生相应的规律对称性破缺。相同对称性破缺粒子间通过场态粒子的规律对称性传递并相互耦合作用。
那么只需关注各种粒子的对称性破缺特点就能很好地理解场的产生机理和传播机制。所有的场都有相同的产生机制,内在机理相同,仅仅是表现形式不同。根据量子场的本质,可以对场进行全面统一,放弃一种粒子对应一种场的思想。
引力场是场态粒子通过相互作用交换光子的电磁波传递,但由于场态粒子的密度分布不均匀,密度梯度引起受力不均匀,即引力场是密度分布不均匀形成的差值,这个差值与密度梯度相关,因此引力远远小于电场力和磁场力。
归根到底,各种场都是场态粒子积聚的各种对称性破缺势能形成了恢复对称性的势。电场是场态粒子规律极化产生的电场势,积聚了电势能;磁场是场态粒子内部对称粒子运动轨迹规律偏转形成的磁场势,积聚了磁势能;引力是场态粒子分布密度梯度规律变化形成的引力势,积聚了引力势能。
粒子间的相互作用都是通过交换光子来实现。这种作用既包括显态粒子间的相互作用,也包括场态粒子间的相互作用,更包括显态粒子和场态粒子间的相互作用。可以说,所有粒子间的作用都是通过相互交换光子实现,粒子间的各种作用本质上都是交换光子,只是表现形式不同。
粒子间的直接作用力,实际上是微观力。如果没有场态粒子,显态粒子之间的相互作用范围十分有限。场主要是宏观的长程力,场态粒子的短程力不断以电磁波的形式传递,这能够解释长程力或超距力的宏观产生机理与传递机制。
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