在粒子物理的微观世界中,引力可能扮演着一个重要的角色

2023-10-26 来源:飞速影视
引力的相对弱点,至少与电磁和核力量相比,似乎将其力量限制在行星和星系的大规模现象上。由于这个原因,再加上将广义相对论与量子物理学相结合的挑战,物理学家趋向于通过施加相当随意的校正因子来伪造引力波,从而在粒子形成过程中发挥作用。

在粒子物理的微观世界中,引力可能扮演着一个重要的角色


俄罗斯人民友谊大学(RUDN University)引力与宇宙学研究所的两位物理学家,现在正在重新思考引力在自然界组成部分中的地位,寻找方程的解决方案,使这种小力在解释基本粒子如何出现方面发挥更大的作用。
乍一看,这似乎是多此一举。对于像电子这样的典型基本粒子,其电磁拉力是其引力的10^40倍。在描述电子围绕原子核运动时包括引力的影响,就像在讨论车祸时要考虑蚊子的影响一样。

在粒子物理的微观世界中,引力可能扮演着一个重要的角色


研究人员艾哈迈德·阿尔哈西(Ahmed Alharthy)和弗拉基米尔·V·卡桑德罗夫(Vladimir V. Kassandrov)认为,蚊子可能比我们认为的重要,至少在普朗克尺度令人震惊的小范围内是如此。
“引力可能在微观世界中发挥重要作用,这一假设已得到某些数据的证实,” 弗拉基米尔·V·卡桑德罗夫(Vladimir V. Kassandrov)说。

在粒子物理的微观世界中,引力可能扮演着一个重要的角色


在扭曲时空中,基本场论方程的既定解决方案似乎为引力的很小但非零的影响留出了余地。随着距离的缩小,重力的拉力最终变得与吸引的电荷可比。
还有一些描述在量子场中形成的单独波的模型,其中引力的微小效应可以很好地增强波。
他们二人回到了电磁场方程的半经典模型,换掉了通常使用的手波校正,并应用了允许他们调整一些量而又确保其他量保持不变的规则。通过确定已知基本粒子的电荷和质量的数量,团队继续寻找说得通的解决方案。

在粒子物理的微观世界中,引力可能扮演着一个重要的角色


在大多数情况下,至少在已知粒子的情况下,似乎没有明显的情况需要引力。但是在某些情况下,对于质量为10 ^ -5克的带电物体,距离缩小到10 ^ -33米左右,就会显现谜底。
理论家不确定他们的答案是否描述了我们在宇宙中可能找到的任何东西,尽管他们确实对与假设的半量子粒子(称为极大子)相对应的光谱设置了一些限制。

在粒子物理的微观世界中,引力可能扮演着一个重要的角色


进一步推进数学,当电荷在最小的尺度上消失为虚无,质量增长到恒星量级时,很明显,引力成为量子景观中某些物体出现的关键因素。这听起来像是一种幻想,但正是这些中性物质波构成了被称为玻色子星的假想物体。
目前,引力将继续被简化为粒子物理学中一个心不甘情不愿的旁注,它的微小力——一个数学上的复杂性——在解决它的问题上没有明显的好处。

在粒子物理的微观世界中,引力可能扮演着一个重要的角色


总有一天,在宇宙的最小尺度上,我们可能只需要给出四种基本力中最弱的一种。卡桑德罗夫说:“在未来,我们希望阐明这个问题,这个问题对物理学家来说很有趣,但从数学的角度来看却极其复杂。”
这项研究发表在《宇宙》杂志上。

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