唯一 一种可以超越光速的方法

科技领航人

发布时间: 05-12
19:55
优质科学领域创作者
在我们的宇宙中,有一些规则是所有人都必须遵守的。任何两个量子相互作用时,能量、动量和角动量总是守恒的。任何粒子在时间上向前运动的系统的物理性质都与镜像中的同一系统的物理性质相同,粒子转变成反粒子,时间的方向相反。还有一个终极的宇宙速度极限,适用于每一个物体:没有任何东西能超过光速,任何有质量的东西都不能达到这种速度。

多年来,人们已经制定了非常聪明的计划,试图绕过这最后的限制。理论上,他们把超光速粒子当作可能超过光速的假想粒子,但超光速粒子必须有假想的质量,而且在物理上并不存在。在广义相对论中,充分扭曲的空间可以在光必须穿过的地方创造出替代的、缩短的路径,但我们的物理宇宙没有已知的虫洞。虽然量子纠缠可以在远处产生“幽灵”行为,但没有任何信息的传输速度比光快。

但是有一种方法可以打败光速:进入除完美真空以外的任何介质。下面是它的工作原理。

上图:光不过是一种电磁波,具有垂直于光传播方向的同相振荡电场和磁场。波长越短,光子的能量就越大,但它越容易受到光速变化的影响。

你必须记住,光是一种电磁波。当然,它也表现为一个粒子,但当我们谈论它的传播速度时,更有用的是,它不仅是一个波,而且是一个振荡的、同相电场和磁场的波。当它在真空中传播时,没有任何东西可以限制这些场以它们自然选择的振幅传播,这些振幅由波的能量、频率和波长决定。

但是,当光通过一种介质时,也就是说,存在电荷(可能还有电流)的任何区域,这些电场和磁场的自由传播都会遇到一定程度的阻力。在所有可以自由改变或保持不变的事物中,光的性质保持不变的是它从真空移动到介质、从一种介质移动到真空或从一种介质移动到另一种介质时的频率。

但是,如果频率保持不变,那就意味着波长必须改变,因为频率乘以波长等于速度,这就意味着光速必须随着传播介质的改变而改变。

其中一个壮观的例子是光线通过棱镜时的折射。白光和阳光一样,是由连续的、多种波长的光组成的。长波,如红光,具有较小的频率,而短波,如蓝光,具有较大的频率。在真空中,所有波长以相同的速度传播:频率乘以波长等于光速。蓝色波长的光有更多的能量,因此它们的电场和磁场比红色波长的光强。

当你把这些光通过像棱镜这样的色散介质时,所有不同波长的光的反应都略有不同。你的电场和磁场中的能量越多,它们通过介质时所受的影响就越大。所有光的频率保持不变,但高能量光的波长比低能量光缩短了更多。

因此,尽管所有的光在介质中的传播速度都比真空慢,但红光的传播速度却比蓝光慢一点,这导致了许多迷人的光学现象,比如当阳光穿过水滴和水滴时,会出现彩虹。

然而,在太空的真空中,光别无选择——不管它的波长或频率如何——只能以一种速度传播:真空中的光速。这也是任何形式的纯辐射(例如引力辐射)必须行进的速度,也是在相对定律下任何无质量粒子都必须行进的速度。

但宇宙中的大多数粒子都有质量,因此它们必须遵循稍有不同的规则。如果你有质量,真空中的光速仍然是你的极限速度,但不是被迫以这个速度旅行,而是你永远无法达到的极限;你只能接近它。

你在大质量粒子中投入的能量越多,它就越接近光速,但它的速度必须越慢。地球上有史以来能量最大的粒子,是大型强子对撞机上的质子,在真空中可以以惊人的接近光速飞行:299792455米每秒,相当于光速的99.999999%。

然而,不管我们向这些粒子注入多少能量,我们只能在小数点右边加上更多的“9”,我们永远达不到光速。

或者,更准确地说,我们永远无法在真空中达到光速。也就是说,对于大质量粒子来说,最终的宇宙速度极限299792458米/秒是不可能达到的,同时也是所有无质量粒子必须达到的速度。

但是,如果我们不是通过真空,而是通过介质旅行,会发生什么呢?事实证明,当光通过介质时,它的电场和磁场会感受到它们所通过的物质的影响。当光进入介质时,它的作用是立即改变光的传播速度。这就是为什么,当你看到光进入或离开一个媒介,或从一个媒介过渡到另一个媒介时,它似乎会弯曲。光虽然可以在真空中自由传播,但它的传播速度和波长在很大程度上取决于它所穿过的介质的性质。

然而,粒子的命运却不同。如果一个原本通过真空的高能粒子突然发现自己通过了一种介质,它的行为将不同于光。

首先,它不会立即经历动量或能量的变化,因为作用在它身上的电力和磁力——随着时间的推移改变了它的动量——与它已经拥有的动量相比是微不足道的。与其像光看起来那样瞬间弯曲,不如说它的轨迹变化只能以渐进的方式进行。当粒子第一次进入介质时,它们会以与进入介质前大致相同的特性(包括相同的速度)继续移动。

第二,能够改变粒子在介质中轨迹的大事件几乎都是直接的相互作用:与其他粒子的碰撞。这些散射事件在粒子物理实验中非常重要,因为这些碰撞的产物使我们能够重建在碰撞点发生的一切。当一个快速移动的粒子与一组静止的粒子碰撞时,我们称之为“固定目标”实验,它们被用于从产生中微子束到产生对探索自然界某些性质至关重要的反物质粒子的各种实验。

但最有趣的事实是:在真空中运动比光慢,但在进入的介质中比光快的粒子,实际上正在打破光速。这是粒子超越光速的唯一真实的物理方式。它们在真空中永远不能超过光速,但在介质中却可以超过光速。当他们这样做的时候,一些有趣的事情发生了:一种特殊类型的辐射——切伦科夫辐射。

它以发现者帕维尔·切伦科夫命名,这是实验中首次发现的物理效应之一,在它被预测之前,切伦科夫正在研究已经准备好的放射性样品,其中一些被储存在水中。放射性制剂似乎发出微弱的蓝色光,即使切伦科夫正在研究发光——伽马射线会激发这些溶液,当它们去激发时,这些溶液就会发出可见光——他很快就能得出结论,这种光有一个首选的方向,这不是荧光现象,而是完全不同的东西。

如今,在核反应堆周围的水箱里也能看到同样的蓝光:切伦科夫辐射。

这些辐射来自哪里?

当一个非常快的粒子穿过一个介质时,这个粒子通常是带电的,而介质本身是由正电荷(原子核)和负电荷(电子)组成的。带电粒子在穿过这种介质时,有可能与其中一个粒子发生碰撞,但由于原子大多是空的,因此在短距离内发生碰撞的几率相对较低。

相反,粒子对它所穿过的介质产生了影响:它使介质中的粒子极化——在这种情况下,相同的电荷相互排斥,相反的电荷相互吸引——以响应正在通过的带电粒子。然而,一旦带电粒子离开轨道,这些电子就会回到基态,这些跃迁会导致光的发射。具体地说,它们会使蓝光发射成锥形,而锥形的几何结构取决于粒子的速度和特定介质中的光速。

上图:该动画演示了相对论的带电粒子在介质中的运动速度快于光的情况。相互作用使粒子发出称为切伦科夫辐射的辐射锥,这取决于入射粒子的速度和能量。在实验粒子物理学中,检测这种辐射的性质是一项非常有用且广泛使用的技术。

这是粒子物理学中一个非常重要的性质,因为正是这个过程让我们能够探测到难以捉摸的中微子。中微子几乎从不与物质相互作用。然而,在极少数情况下,它们只把能量传递给另一个粒子。

因此,我们能做的就是建造一个巨大的纯液体罐:这种液体不会发生放射性衰变或发射其他高能粒子。我们可以很好地保护它不受宇宙射线、天然放射性和其他各种污染源的影响。然后,我们可以用所谓的光电倍增管在这个容器的外面排列:光电倍增管可以探测单个光子,触发一连串的电子反应,让我们知道光子从哪里来,何时来,朝着什么方向来。

有了足够大的探测器,我们就可以确定每个中微子的许多性质,这些中微子与这些容器中的粒子相互作用。只要中微子“踢”出的粒子超过液体中的光速,就会产生切伦科夫辐射,这是测量这些幽灵般宇宙粒子特性的一个非常有用的工具。

对切伦科夫辐射的发现和理解在许多方面都是革命性的,但它也导致了在实验室粒子物理实验早期令人恐惧的应用。高能粒子束在空气中传播时,不会留下任何光学特征,但如果它通过的介质比介质中的光传播得快,就会产生蓝光。物理学家过去常常闭上一只眼睛,把头伸进光束的轨迹中;如果光束是亮着的,他们会看到一道“闪光”,这是由于他们眼睛中产生的切伦科夫辐射,证实光束是亮着的(毋庸讳言,随着辐射安全重新认识,这一过程被中断了。)。

尽管如此,尽管在这中间的几代人中物理学已经取得了所有的进步,我们所知道的击败光速的唯一方法是找到一种你可以减慢光速的介质。我们只能在一个媒介中超过这个速度,如果我们做到了,这个能说明问题的蓝光——它提供了大量关于产生它的交互作用的信息——就是我们丰富数据的回报。在曲速引擎或超光速粒子成为现实之前,切伦科夫辉光是唯一的出路!

90%职场人的微信,已经被工作绑架

微信日活跃用户接近11亿。随之而来的,却是越来越严格的“社交礼仪”,公司一套,生活中一套。一个公司发了新规定:对员工微信头像名字、朋友圈内容进行约束。

这个公司涉及的改头像、姓名,转发公司广告,大家几乎都遇到过,只不过没这么极端。原本属于自己私人的微信,如今被工作绑架了。

好友全都是工作关系的领导、同事和客户,随时随地被安排任务、检查工作,伴随着无数工作群的滴滴响。工作与生活,无法分开。

01好好上个班,24小时都要在线

以前用邮件、QQ工作时,只有白天上班时在线。有了手机微信后,每个人都24小时在线。于是,微信变成了工作联络工具。因为,我无法确认你其他软件的使用频率,但几乎每个人都会高频使用微信。

因为微信找你随时都可以找到,于是领导可以利用微信随时找你谈工作,你有苦也说不出。员工从每天8小时上班制,变成了7*24小时待命。

周日晚上10点,我的高中同学程序员收到领导的微信:“这个代码要修改,明天早上要”。经过一番思想斗争和mmp:“好的老板”。

浙江某幼儿园工作的小郭虽然放寒假了,但工作微信群一直在发信息,一条就是一个任务,做展板、搞设计,并且需要把手绘图片发给领导。放假比加班还累。

春节期间,我一个广告公司负责营销策划的朋友,原本定了澳洲行,不断接到领导发来的临时任务,于是她的假期大部分时间在酒店里抱着电脑干活。

我常常在周末睡个懒觉被微信吵醒,看个电影2小时都经常掏出手机看微信,还都是几条60秒的长语音(20秒就能表达清楚),更有甚者一个微信电话打来,简直恐惧。

员工的时薪,实际上极低。以前领导布置一个事情,需要在白天上班期间,或慎重地在邮件里布置,这叫仪式感。仪式感的好处是:领导在做这件事之前,会深思熟虑很久,所以都是有着前后脉络的,你在完成工作时会很清晰。

现在领导随便冒出什么想法,或只是看到一个朋友圈,转发到微信群里,员工就要火速进入备战状态。但这种情况下,领导也不过是随便冒出个想法,并不一定想清楚,对员工来说。第一增加了工作时间,第二这个想法并不成熟,很可能根本不能执行下去,白忙活一场。

当然,秒回还是必须的,否则五分钟就要被艾特,超过十分钟就要被点名批评。休息时间,我最怕打开的就是微信,看到微信通知有新消息,都头皮发麻。上一秒还在舒舒服服看剧,下一秒被领导点名,状态迅速切换,感觉自己快精神分裂了。

除了利用微信占用时间,公司还强行占有你的社交圈。某公司有了个Logo,于是强行要求全部员工头像换成该Logo,大领导挨个检查,不换就是没有集体精神,于是一夜之间该公司的朋友圈像个传销组织。

还是这家公司,出了新产品,要求所有员工a-z发该产品广告——记得时不时发微信看你有没有删除他的人吗?这个是升级版,强行将公司广告push给你。但他也很无奈,因为领导要看截图。

公司公众号发了个文章,全员进行转发,还有转发自家公司的公关稿,是朋友圈日常一景。这是我的私人微信,爱叫什么名字,爱用什么头像,爱发什么朋友圈,关你什么事。没有任何人有权利,去限制他人的私人生活。

02设置三天可见,是最后的妥协

五六年前的微信,好友大多是朋友和家人,那时每次打开微信都很期待。现在的微信社交圈错综复杂,亲友、同事、工作认识的人、理发店的Tony老师可能都有你的微信。

加的人那么多,交心的没几个。微信从熟人社交,变成了陌生人社交。原本发给亲友看的东西,现在这么多人都能看见,心理负担太大了。分组功能并不实用,因为加了好友后,他是能看见所有曾经发的朋友圈的。

今天分组发了朋友圈抱怨工作,第二天有同事加微信,一不小心就被看见了。周末不想加班请了病假,发个美食图,还得小心翼翼检查有没有遗漏分组的。新加的陌生人翻到一年半前的朋友圈点赞,实在很吓人。不想被陌生人窥私,于是我们只好选择少发朋友圈,并且三天可见。

曾经的QQ因为加了太多人,让人觉得没有隐私,于是很多人转战看起来很封闭的微信。而如今,微信的安全感,已经快消失了。

03各种各样的微信礼仪,真的好严格

网上有着各式各样的微信礼仪,可以说非常严格了。不能在不回微信的情况下,去发朋友圈,否则超级不礼貌;不能不秒回;不能发转账记录、晒吃的、晒旅游健身自拍等等,否则都是在装;加班晒朋友圈要被diss;不能撤回,撤回需要解释。

微信礼仪真的太严格了,严格到我时时刻刻在为他人活着。加班不晒,相当于我白加了,不让领导看见的加班,意义何在。至于爱发什么,我付出了金钱/努力/时间,发个朋友圈,吃你家大米了吗?

《奇葩说》有一期,时刻保持联系是不是暴政。当然是暴政。微信的目的是保持联系,不是时刻保持联系。特别喜欢姜思达说的一段话:

我们有没有做一头安静的猪的权利,我们有这个权利吗?如果有这个权利,请你不要剥夺它,让我拥有这个权利。有时候我忙,我没法回你信息;我不忙,我更没法回你信息;我就想不忙,我就想闲。别问我回你信息多简单,能费多大的事?我就是不想费这一丁大点的事。

就是这一段的时间里,我不想被任何人打扰,我就是想和自己聊聊天。我们和别人时刻保持联系,最大的坏处就是没有办法和自己保持联系。所以,以后再有人问自己:在吗?你就回答他:不在!

在人人微信的年代,能拥有属于自己的几小时空暇,去当一只安静的猪,是最大的奢侈了吧。

#陈才星[超话]#《替身猫咪》
孤影养了一只猫。
孤影虽然失忆了,但是他很确定他只养了一只猫。
孤影因为常常熬夜,脑海里的记忆缺失了一年的记忆。而在昨天的记忆里他抱着一只白色的布偶猫。缺失了一年的记忆后,孤影打开卧室,发现:哦,他的椅子上坐着一只白色的英短。虽然皮皮和记忆里的白色布偶猫有一点品种上的不一样,但是颜色和体重是一样的呢。
所以孤影把皮皮抱着宠。
这时候,孤影的门口出现了一个巨大的阴影,它有一双湛蓝色的眼睛,脸上有面具一般的花纹,背上仿佛是被泼墨了一般。星星从门缝里看过去,星星看见孤影抱着皮皮喊:“星星。”
星星懂了,星星黯然伤魂,又想抬起爪爪想打开这扇门,告诉孤影,但是星星又放下爪爪。星星看看自己肥嘟嘟的爪爪,想:啊,孤影不会喜欢我这样的小胖纸呢。呜呜呜呜呜呜。星星黯然伤魂地离去。
孤影永远不知道,他忘记了他最初喜欢的星星猫猫。


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 你的故事再没有他一别各自天涯说真的我从来没有想过你会从我的世界彻底消失你弄丢了那个让你笑的人那个一见你就欢喜的人为你翻山越岭给你幸福的人捧你在手心的人后来再没遇
  • 新年快到了 送点小吧~无需关注 评论给啵啵赞赞新年祝福就好~揪一个送坚果赞豹豹啵裸娃一对揪一个送瓜瓜桃桃裸娃一对揪一个送猪仔兔崽团子一对(因为一次只能设置三个
  • 大致说来,日主克犯岁君,五个阳干势力强大,五个阴干势力弱小,如果日主以天德、月德二吉神为用神,而太岁也为用神,反而有益处;如果天干冲犯,地支相助, 四
  • 知廉耻则可进为贤人,失去廉耻,则近于q>i>n s>h>o>u;故人之于廉耻,其所关系甚大也。对于需要一款功能机的长辈而言,诺基亚
  • 人生最遗憾的,莫过于轻易的放弃了不该放弃的,固执的坚持不该坚持的,对于生活,需要保持全力以赴的热情,尽最大努力活出生命的精彩,更需要随遇而安的勇气。不知道的事,
  • (来源:本报综合 责编:云淡风轻 主编:播播姐)长沙市军休系统《纪念建党一百周年》巡回邮展火热进行中为了纪念建党一百周年,长沙市军休系统集邮协从6月12日开始
  • 我们要学着去做一个有温度且睿智的人,不相为谋,我照样心平气和,冷眼相待如果你真的很爱某样东西,那就让她自由。倒闭的话我抓紧[太开心][太开心][太开心]开出来的
  • ”(我真的太空耳了…)这个时候我以为是电信诈骗的准备要我转账了,刚准备挂电话的,对面说:“我在xxxx做核酸的地方捡到了你的快递,我给你放xxxxxx,你待会自
  • 五悠真是我这么多年入的最热的圈之一[苦涩]真的很开心能因为这么好的虎子和老师认识这么多优秀的太太们,感觉见证了历史,mark一下今天,感恩有你们[爱你]图源自电
  • #中国石化胜利海洋那些事# 【探海兄弟】你要写探海兄弟  便不能只写探海兄弟写青春  写梦想写走路带风的步伐写面朝大海迎风招展的长发写时而爽朗的说话时而凝望大海
  • 我也算是个新人啦 所以有些规矩可能不太懂 还要拜托大家多多指教啦 @TFBOYS-王源 #随想-TFBOYS-王源[音乐]#今日水桶上线,一会我都喝了3杯,吃
  • 是再普通再平常不过的一天了 只是我赋予了它生日的意义 没有和好朋友见面、没有吃蛋糕 也没关系 但是有外甥和好朋友在纸上给我画的蛋糕 他们都是我很爱的人 虽然
  • 在遇见之前,我们一直在等待,等待相似的灵魂,等待美丽的邂逅,等待甜蜜的爱情……在拥有之后,我们却未必懂得珍惜,甚至可能慢慢忽视,疏离,厌弃……得不到的和已经失去
  • #石松结菜[超话]# [mail] 20220929“是结菜哟〜NO.263是一直笑眯眯的结菜哟〜❤️大家晚上好还有我回来啦芒果欢迎回来苹果〜タダィマ☆(*&
  • #带着熊孩子在路上# D4最后一天的最后一站是体验帆船出海,像不像小小渔民[笑cry]今天碰上一个大晴天,又碰上周末的旅游人潮,又热又烦躁,排队排到真的没脾气[
  • #刘雨昕[超话]# #刘雨昕ep获2021年度全球专辑销冠# lyx#刘雨昕正能量偶像# 不是姐姐不爱你因为我是农村的一年的收入只能养活自己哪里还能顾得上你我
  • 还有还有,我也很爱你呀宝贝~被迫当了一把渣妈,蘑菇在睡觉,我走过去摸摸头,然后给它说 乖乖 你知不知道妈妈很爱你呀,蘑菇轻轻的蹭了我一下 好一番母慈子孝啊,然后
  • 有研究表明,一般人死后50年,就会被遗忘的一干二净,就好像没有来过这人间一样,老一辈的人都说,一个人去世了,儿子会去祭奠,但是孙子却不一定会,电影《寻梦环游记》
  • 山深是山,云深是云,而我只做一个追梦客,流水空泉,小林幽径,纵迹山川水色之间。山深是山,云深是云,而我只做一个追梦客,流水空泉,小林幽径,纵迹山川水色之间。
  • 省生态环境厅督导组到我市开展重点国考断面水污染防治攻坚及安全风险现场督导服务 9月1-2日,省生态环境厅党组成员、副厅长何焱率队到我市开展重点国考断面水污染防治