光子的反物質是什麼?

時間 2021-05-30 02:54:11

1樓:melonsyk

我仍然認為他的理解和我的不同。比如我會把W+和W-稱為正反粒子。但是我們都同意光子沒有反粒子。

當然這些都只是定義問題而已。

2樓:One Two

嚴格意義上說,這個提問本身是有問題的,在規範場論中,所謂「物質場」,一般是指非齊次洛倫茲群的標量、旋量表示,也就是自旋為0及半整數的量子場。而光子是向量場,自旋為1,是傳遞電磁相互作用的中間向量粒子,雖然在哲學、宇宙學層面仍舊是「物質」,因為它帶能量,但在規範理論的框架下很少有人將其作為「物質場」。不過我這個提法也並非嚴謹,在QCD裡,因為夸克禁閉和漸進自由,雖然各種強子比如質子名義上由夸克組成,但其大部分質量是由無質量但帶能量的中間向量玻色子-膠子貢獻的。

其次,在量子場論框架下,「反粒子」的定義為逆時間線行進的末態粒子,或是順時間線行進的初態粒子,它實際上是某種被定義為「粒子」的共軛表示,光子場在物理上是一種實場,他的共軛表示就是自身,且因為它是無質量場,在內稟座標系下壽命為無窮大,也沒有「時間線」概念,所以它的「反粒子」就是自身。

第三點,如果這個世界具有完美的CP對稱性,嚴格上我們應該看到一樣多的正反粒子,因為正反粒子在場論框架下是等價的,但是因為某種不明原因的CP破壞,在宇宙演化過程中,正反粒子的對稱性有很大破壞,我們只能看到很多的「粒子」。標準模型裡有一定的CP破壞但不足以解釋自然界如此大的正反物質不對稱。這未來也是乙個諾貝爾獎級的工作。

第四,傳遞弱相互作用的規範向量玻色子(Z、W+、W-)帶質量,但那是規範對稱性自發破缺的結果,或是說這三個粒子的三個縱向自由度來自復標量場H(兩維復矢或四維實矢),而剩餘的乙個自由度便是實標量場h,這也就是所謂的「上帝粒子」:「Higgs」粒子。除此之外,他們其它性質與標準的向量場無異。

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