在一般情況下光子相遇不會湮滅(談不上“相撞”),但單個高能光子在外部作用情況下可以轉變為電子(但這不能叫做“湮滅”)。
這需要梳理下基本粒子分類和對稱性自發破缺的概念:
費米子是構建物質的粒子,而波色子是傳遞費米子之間互動作用的粒子。
玻色子的自旋為整數,不遵循泡利不相容原理,玻色子可以與其他玻色子只共享一個(對稱)量子態,包括位置。光子就是一種玻色子。所以一般情況下,兩個光子相遇只是穿過彼此,並不會發生作用。不然我們的世界就真的是光怪陸離了。
而費米子則不同,費米子遵循泡利不相容原理,兩個費米子不能共享量子態(簡併力),所以費米子才有相撞的概念。
正負電子的所有量子態都相反。一個正電子和一個負電子在一定條件下相遇湮滅產生兩或三個光子,這是瞬間就會發生的事情。
一個高能光子與一個重原子核作用時,該光子可以轉化成一個正電子和一個負電子——這在宇宙中是非常普遍的情況。但這個過程不能稱為“湮滅”。
正負電子湮滅時是一個時間反演對稱性破缺的過程,這是熱力學第二定律所描述的普遍狀況,湮滅過程在通常情況下不能時間反演。
光子是大多數多重對稱性自發破缺過程的最終產物,從某種意義上似乎可以說,光子是一種相當對稱和穩定的粒子,它處於某種基態,不太可能繼續破缺或者衰變。但要逆轉對稱性破缺那需要提供能量才行。或許在高能束縛的情況下,兩個光子才能夠自發湮滅成為正負電子對或者其他什麼東西。
在一般情況下光子相遇不會湮滅(談不上“相撞”),但單個高能光子在外部作用情況下可以轉變為電子(但這不能叫做“湮滅”)。
這需要梳理下基本粒子分類和對稱性自發破缺的概念:
玻色子與費米子費米子是構建物質的粒子,而波色子是傳遞費米子之間互動作用的粒子。
玻色子的自旋為整數,不遵循泡利不相容原理,玻色子可以與其他玻色子只共享一個(對稱)量子態,包括位置。光子就是一種玻色子。所以一般情況下,兩個光子相遇只是穿過彼此,並不會發生作用。不然我們的世界就真的是光怪陸離了。
而費米子則不同,費米子遵循泡利不相容原理,兩個費米子不能共享量子態(簡併力),所以費米子才有相撞的概念。
正負電子湮滅的情形正負電子的所有量子態都相反。一個正電子和一個負電子在一定條件下相遇湮滅產生兩或三個光子,這是瞬間就會發生的事情。
光子轉變為電子一個高能光子與一個重原子核作用時,該光子可以轉化成一個正電子和一個負電子——這在宇宙中是非常普遍的情況。但這個過程不能稱為“湮滅”。
時間反演對稱性破缺正負電子湮滅時是一個時間反演對稱性破缺的過程,這是熱力學第二定律所描述的普遍狀況,湮滅過程在通常情況下不能時間反演。
光子是大多數多重對稱性自發破缺過程的最終產物,從某種意義上似乎可以說,光子是一種相當對稱和穩定的粒子,它處於某種基態,不太可能繼續破缺或者衰變。但要逆轉對稱性破缺那需要提供能量才行。或許在高能束縛的情況下,兩個光子才能夠自發湮滅成為正負電子對或者其他什麼東西。