【什麼是光子的壽命？】

八方

【什麼是光子的壽命？】

 

在整個宇宙中 - 什麼是光子的壽命？

光子 - 光或其他電磁輻射的量子化 - 通常被認為質量是零。

但是一些理論允許有一個小光子靜止質量的一個後果，這將是再衰變成光子較輕的基本粒子。

因此，如果這樣的衰退是可能的，什麼是光子的壽命限制？

這是由德國物理學家提出的問題，誰光子的壽命的下限計算光子的參照系是三年。

這意味著，約一億億（1018歲）在我們的參照系。

一個質量問題

有觀點認為，光子有一個有限的壽命，因此質量，是很難想像的。

事實上，天文學家在遙遠的宇宙天體定期檢測光子數十億歲。

但是一些理論表明，光子的光子的質量可以有一個非零的靜止質量，即使一個小的 - 的上限被限制為10-18電子伏特或10-54電場和磁場實驗公斤感謝。

這個小的腫塊，光子衰變成其它較輕的基本粒子，例如一對最輕的中微子和反中微子，或什至是目前未知的顆粒，並超出 粒子物理學的標準模型。

現在， Julian Heeck的 這個光子衰變的跡象已經轉向的馬克斯普朗克在德國海德堡核物理研究所的宇宙學觀測（物理。牧師快報。 111 021801）。

他看了看 宇宙微波背景輻射（CMB），來到當時的宇宙非常年輕 - 只有約38歲的大爆炸的殘餘。

背景輝光

在此之前，物質和輻射的內在聯繫。但是，宇宙經歷了一段被稱為“通脹”的極端增長和擴大，足以讓中性原子形成的電子和離子燙光核冷卻。

突然允許這種“脫鉤”的物質和輻射的光子在整個宇宙中自由旅行。隨著時間的推移，它們的波長被拉伸的宇宙留下暗淡的光暈地區的頻譜中的微波輻射均勻，黑體熱能源 - 排放 - 今天，我們可以發現在每一個方向的擴張。
 

超過100次的實驗研究，因為它第一次被發現，其中包括美國宇航局的中巴 宇宙背景探測器（COBE） 衛星，其 威爾金森微波各向異性探測器（WMAP） 最近歐洲航天局的 普朗克任務，所有這些都越來越精確的測量，這種輻射。

事實上，中巴頻譜是最精確測量黑體的光譜性質。

長壽命

正是這種頻譜Heeck作為他的計算是制約 - 他用極其精確的數據從 COBE的使命 比起來，他計算出的頻譜，其中包括光子衰變。

如果光子的質量和衰減成較輕的顆粒，然後中巴的光子的數密度減少作為光子出行。

但是這反過來又意味著，中巴頻譜將不再適合近乎完美的熱曲線觀察。 Heeck的原因，中巴是一個幾乎完美的黑色機身，光子很少，如果有的話，將有腐爛在13.8億年宇宙的存在，因此中巴可以限制測量光子的一生。

使用相結合的質量和中巴限制，Heeck計算光子的一生在其自己的休息框架是三年。

但因為這些光子具有微小的質量在近光速的速度旅行，時間的擴張，必須佔在我們的參照系，以取得他們的一生，可見光 - 這是計算為1018 或一億億年。可能很難改善這種限制，直到新的研究可以進一步探測早期宇宙。

該研究成果發表在 “物理評論快報”。

作者簡介

Tushna糧食 是記者 physicsworld.com

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/jul/24/what-is-the-lifetime-of-a-photon