AOA体育在线宇宙中有比电子更小的物质存在吗?

 公司新闻     |      2022-07-22 11:19

  宇宙中固然有比电子更小的物资存在,今朝我们已知在宇宙空间中,除电子以外,另有中微子和光子都属于最小的粒子。实际上黑洞的中间奇点也极小,将来人类大概还会发明比电子小的微观物资,好比某些暗物资;另有能够,当前的科学家会发明本来场(磁场、电场和引力场)也是一种更小的物资。

  电子的静止质量约莫为 9.118195399×10⁻³¹ kg,根据爱因斯坦的质能方程 E=mc²,电子的质量又能够表达为0.511MeV/c²。这个质量仅为质子质量的1/1836、中子的1/1837。

  电子不只质量小,它的尺寸也极小。但电子的半径终究有多大?这倒是当代物理学里边一个极具应战性的成绩。

  我们没有任何一把尺子去测量电子,物理学家们独一的法子就是计较。物理学里有一个“典范电荷半径”,它的值为 2.8179×10⁻¹⁵ m:

  这里发生了一个成绩:这个值比质子的电荷半径 8.768×10⁻¹⁶ m 大了好几倍。我们晓得电子是轻子,它不成再分;而质子是重子,它是由三个夸克构成,它不克不及够比电子还小。“电荷半径”是疏忽量子力学影响的计较成果,与电子的根本构造没有干系,它其实不代表电子实在的巨细。

  确实,在电磁物理学中,我们常常会会商到“点电荷”(非零电荷的点粒子),在引力实际中也常常用“点质量”指非零质量而且没有属性或构造的点粒子。可是关于电子来讲,因为它的自能量趋势于无量大,因而从数学的角度它不克不及够没有半径。

  1988年,德国科学家汉斯·德梅尔特与沃尔夫冈·保罗操纵离子阱手艺(潘宁阱)丈量了电子磁矩,得出电子的半径上限为10⁻²² m,这也是今朝已知对电子最准确的丈量,二人也因离子阱手艺配合得到1989年诺贝尔物理学奖。

  在当代物理学的一切界说中,光子的质量被严厉限定为0,而且光子也被以为是典范的点粒子,它不带电荷,对外显现电中性。

  关于光子的质量能否线,天下上有很多科学家其实不甘愿宁可,他们用各类办法来丈量光子,试图找出它的最大质量。2006年罗院士和涂良成团队操纵改良的静态扭秤调制尝试安装丈量光子,将光子静止质量上限数值进步到1.5×10⁻⁵²g 的程度。这个成果明显远低于电子的已知静止质量。

  每秒钟就有超越650亿其中微子穿过我们的眼球和后脑勺、穿透地球射到悠远的星空中去,但我们对此毫无觉得。

  中微子多是宇宙中数目最多的根本粒子,它们的数目能够比宇宙中质子数目的总和还要多出十倍以上。可是中微籽实在太小,它的质量只要电子的几百万分之一以至更低,而且中微子对外不显电性,除非与原子核正面相撞,不然我们不克不及观察到它的存在。

  在当代物理学中,中微子与光子一样也是点粒子,它没有体积,因而能够以靠近光的速率飞翔。光由于电磁波的特征,它没法穿透原子核心的电子云,而原子关于中微子来讲就好像广大的广场普通。

  与光子和中微子差别,科学家们至今都没法真正地观察到黑洞内部的状况,这是由于其内部壮大的引力使光都没法逃走,因而我们只能看到一个黑乎乎的“洞穴”,科学家称这个洞穴为“变乱视界”。在黑洞的中间,寓居着一个被称为“引力奇点”的天体,它的质量能够有几十以至几十亿颗太阳那末大,而它的半径或许比一个电子还要小。

  物理学家们颠末计较,以为黑洞的引力奇点的体积为零,这意味着它的半径有限小,密度有限大,因而黑洞的奇点与光子和中微子一样,AOA体育首页都是点粒子。差别的是,黑洞是天体,光子、中微子和电子是根本粒子。

  在一部门物理学说中,电子被界说为点粒子,它是数学上一个一维的“点”,没有半径,因而电子与光子和中微子以至黑洞一样,它是宇宙中最小的物体,没有比电子更小的物资了。

  电子的电荷半径比质子还大,而且已知电子有质量而且其自能量趋于无量大,因而数学上电子该当是有半径的,科学家经由过程离子阱手艺丈量,以为电子的最泰半径在10⁻²² m以内。因而,光子和中微子是比电子更小的微观粒子。

  科学的前进永无尽头,跟着人类对天然探究的一步步深化,我们会发明更多更小的微观物体。电子,只不外是此中之一而已。返回搜狐,检察更多