光為什麼有波粒二象性?宇宙之外有光嗎?
1905年3月,愛因斯坦在德國《物理年報》上發表了題為《關於光的產生和轉化的一個推測性觀點》的論文他認為對於時間的平均值,光表現為波動;對於時間的瞬間值,光表現為粒子性。 1921年,愛因斯坦因為"光的波粒二象性"這一成就而獲得了諾貝爾物理學獎。
看到一個問題「光源沒有了,光還存在嗎?」其實所有的波,如果脫離了激發源,仍然可以前行,光量子也是一樣。現在如果我們假設真空是超流體的話,粘度為0,光量子不會損失能量的前行,直到無窮遠,甚至穿出宇宙,飛躍到宇宙之外,如果宇宙膨脹停止的話。
首先光量子組成的光波不同於水波,是多個帶有自旋性質的單一光量子組成的相干系統,所以才形成了一個局部區域的波(我隨意起個名字叫區塊波),只在局部區域的光波的形成的因為多個光量子相干,而不是像水波那樣四散。
另外光量子中核心組成是量子比特,量子比特的內部成分仍然是真空的一部分(超流體真空),而不是與真空不同的成分,這一點可以類比空氣中的龍捲風,或者水中的漩渦,其實渦旋本身只是液體的不同運動形態而已。電子也是如此,所有物質粒子都是如此,只不過有的是多個量子比特組成的一個集合,有封閉弦也有斷開弦。
光量子的粒子屬性,是因為自旋量子,即真空渦旋,多個量子比特組成的閉合弦的能量中心的聚集性,但並不代表分散到四周之處沒有能量,只是弱到可以無需計入。
宇宙之外是真空,仍然存在閉合弦,並且也經常會發生斷裂後再次閉合的狀態,再次閉合後就會激發形成兩個閉合弦的光量子,也就是說宇宙之外一樣會存在光量子,以光速行駛,或許有一天我們能接受到宇宙之外的光量子,那時我們就可以通過這種觀測來探索宇宙之外的情況。
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