已知的波長最長和最短的電磁波分別是？

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電磁波波長最長有多長？是什麼東西發出的？電磁波波長可以短到多麼令人髮指的程度？能否形象地描述一下它攜帶的能量有多大？

搬運一下：

https://zh.wikipedia.org/wiki/GZK%E6%A5%B5%E9%99%90

GZK 極限，是以提出者 Greisen、Zatsepin、Kuzmin 三人姓氏之首字母為名的理論上限，描述源自遠處的宇宙射線應有的理論上限值。

這項極限是在 1966 年由 Kenneth Greisen、Vadim Kuzmin 與 Georgiy Zatsepin 三人所計算，其基礎為宇宙微波背景輻射（cosmic microwave background radiation, CMB radiation）與宇宙射線的預期交互作用。預測中指出宇宙射線所帶的能量如果超過閾值 5×10

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電子伏特 (eV) 則會與宇宙微波背景的光子發生交互作用，產生Π介子（pion）。這樣的作用會持續發生，一直到射線粒子的能量低於Π介子產生閾值。因為此交互作用相關的平均自由程其值甚低，舉例來說，起源處距離地球遠大於 50 百萬秒差距 (Mpc) 的星系外宇宙射線（extragalactic cosmic rays）若其能量大於此閾值者，則不可能在地球上觀測到；而此距離內又不存在目前已知可以產生此般能量的宇宙射線源。

已有一些由 AGASA 實驗所作的觀測顯示遠源的宇宙射線帶有高於此極限的能量（稱作超高能量宇宙射線）。這樣的觀測事實被稱作 GZK 悖論 (GZK paradox) 或宇宙射線悖論 (cosmic ray paradox)。

這些觀測似乎與目前所知的狹義相對論（特殊相對論）及粒子物理的預測相違背。不過，也有一些對於此類觀測所作的可能解釋，似乎可以解決這種不一致。首先，這些觀測可能出自於儀器上的誤差，或者是對於實驗結果不正確的解讀。再者，宇宙射線也可能有局域的粒子源（雖然尚不明白這些粒子源會是什麼）。

另外的嘗試是採用極高能量低交互作用性粒子（ultra-high energy weakly interacting particles）來解釋（例如：微中子），其可以在很遠處被創生出來，之後才在局域發生反應，生成所觀測到的粒子。

目前已有一些奇異理論被提出，以來解釋這些觀測，其中最著名的是雙重狹義相對論（theory of doubly-special relativity）。

時至 2003 年，一些宇宙射線實驗如伽瑪射線大區域太空望眼鏡（Gamma-ray Large Area Space Telescope, GLAST）與皮埃爾 · 俄歇觀測站（Pierre Auger Observatory）計劃要證實或否定稍早觀測結果的可信度。

伽馬射線爆發有觀察到95GeV的射線，換算成波長大概是10^-8納米，應該算是很短的了吧。

這個題目有點大呀~

已探測到的最短電磁波（最高能光子），差不多在100TeV（ $10^{14}eV$ ）左右，一個例子是蟹狀星雲的電磁譜[1]：

圖中最右端的數據已接近100TeV。

p.s.樓上提到的GZK極限不是光子的極限，是有靜質量粒子的極限，例如鐵離子。已知最高能光子還遠達不到這個數值。

人類能生產出的最高能光子大約在600~700GeV（ $6 imes 10^{11}eV$ ），通過粒子對撞產物衰變生成，LHC的CMS探測數據[2]

可探測到的頻率最低的電磁波，可以達到幾赫茲至幾十赫茲，是大氣中電現象（如閃電）的頻率尺度。

工程中實際運用的最低頻電磁波頻率亦在幾十赫茲，主要用於與潛艇通信，因為低頻電磁波更容易穿透海水。

在低頻側，電磁波的探測實際上往往是分別測量變化的宏觀電信號和磁信號，其作為電磁波整體的性質已經很模糊了。事實上如果限定到單光子測量，目前只能做到GHz即，用於微波背景輻射的探測。

如果不考慮實際檢測而討論理論極限的話，限制電磁波能量上下限的大概只有不確定性關係了？宇宙年齡為T，普朗克時間為 $au$ ，普朗克常數為 $hbar$ ，則光子能量上下限為 $frac{hbar}{T}<E_{gamma}<frac{hbar}{ au}$ 。但這個上下限畢竟只存在於紙面上，到底算不算「已知」，恐怕見仁見智了。

[1]http://arxiv.org/abs/0911.2412

[2]https://indico.cern.ch/event/442432/contributions/1946922/attachments/1205563/1756687/CMS_13_TeV_results_public.pdf