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10月20日 光子的获得静质量(aps focus) 研究者认为宇宙中弥漫着的神秘的磁场背景是创世之初光子获得了静质量所致。(02年9月2日PRL) 宇宙中弥漫着微弱的磁场,强度大约为地磁场的百万分之一。天体物理学家们认为,这可能由原星系形成初期的原始磁场(10e-30Gauss)演化而来。然而即便是如此微弱的原始磁场,也很难在那么早的阶段诞生。于是研究者们开始从大爆炸理论中寻找原因。 宇宙学家Tomislav Prokopec of Germany's Heidelberg University及其同事认为大爆炸初期的“暴涨”过程可能会产生这样的原始磁场。所谓“暴涨”过程是指大爆炸初期宇宙体积急剧膨胀的阶段。量子场论认为任何粒子都对应一个量子场。而“暴涨”会拉扯量子场。包括光子在内的大部分粒子的量子场都不会受“暴涨”的影响。然而一种带电的标量粒子却受影响(回忆一下,通常标量粒子不带电,并且自旋为1,这样在CP变换下保持不变)。于是,真空中激发的这样的虚标量粒子对还未来得及相互湮没,就在“暴涨”过程的撕扯下分开了。这个过程被称为“真空极化”。 “真空极化”导致一个存在大量虚标量粒子的环境。在这样的环境中激发一个光子将花费更多的能量,并且光子在这样的环境中只能传播有限的距离(电磁作用成了短程力)。这就相当于光子获得了静质量(回忆一下,力程取决于媒介子的康普顿波长)。事实上,今天的宇宙中,同样的机制也导致了一些粒子在Higgs粒子云中获得静质量(谁听说过的举一下手?)当暴涨过程结束,光子失去了它的静质量,多余的能量就以磁场的形式释放,形成了今天的弱磁场背景。 Richard Woodard of the University of Florida in Gainesville指出,真空极化过于脆弱,因而虚标量粒子的质量不能太大。然而暴涨过程却要求这些粒子有巨大的质量 (10e13GeV)。尽管这样的要求看似苛刻甚至矛盾,不过粒子物理学家们仍在努力寻找这样的粒子。 原文:http://focus.aps.org/story/v10/st9 PS:下次预约http://focus.aps.org/story/v8/st34 To程然:PS很早就看过了争取周末在mail中给你回复。 引用通告此日志的引用通告 URL 是: http://lifengphysics.spaces.live.com/blog/cns!5199E46D9E4C2855!514.trak 引用此项的网络日志
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