光子的寿命是多长?

【千问解读】
在整个宇宙中,光子的寿命是多少?

通常情况下,光子——光量子或其他电磁辐射被认为其质量为零。
但是有些理论允许光子具有较小的静止质量,而其结果之一则是光子会随后衰减为较轻的基本粒子。
因此,如果这种衰变可能发生,那么光子寿命的极限是多少?这是一位德国物理学家所提出的问题,他计算出,在光子的参考系下,光子寿命的下限为三年。
而这在我们的参考系中意味着约十亿(1018)年。
关于质量的问题
光子的寿命有限,因此质量有限,这一点是很难想象的。
确实,看着遥远的宇宙天体,天文学家通常会探测到拥有数十亿年的年纪的光子。
但是一些理论认为,光子的静止质量可能不为零,尽管很小——由于电场和磁场的影响,光子质量的上限被限制在10 –18 eV或10 –54 kg。
而且由于这尽管很小的质量,光子可能会衰减为其他更轻的基本粒子,例如一对最轻的中微子和反中微子,或者 甚至是目前未知且超出粒子物理学标准模型的粒子。
现在,在德国海德堡,马克斯·普朗克核物理研究所(Max Planck Institute for Nuclear Physics)的朱利安埃克(Julian Heeck),已经把目光转向宇宙观测,寻找光子衰减的迹象(物理评论快报(Phys. Rev. Lett.)。
)。
他研究了宇宙微波背景辐射(CMB),这是大爆炸的残余,形成于宇宙非常年轻——只有38万岁的时候。
背景光
在此之前,物质和辐射之间存在内在联系。
但是,当宇宙经历了一段被称为“暴涨”的极端增长时期并膨胀时,由电子和光原子核组成的热等离子体冷却到足以形成中性原子。
物质与辐射的这种“解除耦合”突然允许光子在宇宙中自由行进。
随着时间的推移,它们的波长随着宇宙的膨胀而被拉长,在光谱的微波区域中留下微弱的辐射光——发射出一种均匀的黑体热能,如今我们可以沿着每个方向都检测到。
自从CMB首次被发现以来,已经有100多个实验对它进行了研究,包括美国宇航局的宇宙背景探测器(COBE)卫星,其威尔金森微波各向异性探测器(WMAP),以及欧洲航天局的普朗克任务,所有这些都对这种辐射进行了越来越精确的测量。
实际上,CMB光谱是自然界中测量最精确的黑体光谱。
长寿命
埃克使用此光谱作为计算的约束条件——他使用了来自COBE任务的极其准确的数据,并将其与他计算出的光谱(包括光子衰减)进行了比较。
如果光子具有质量并且正在衰变为更轻的粒子,则CMB中的光子的数量密度应随光子的运动而减小。
但这反过来又意味着,CMB光谱将不再符合我们所观察到的近乎完美的热曲线。
Heeck解释说,由于CMB几乎是一个完美的黑体,在宇宙存在的138亿年中,几乎没有光子(如果有的话)会衰减,因此CMB的测量会限制光子的寿命。
结合质量约束条件和CMB约束条件,埃克计算出光子在其自身静止框架内的寿命为三年。
但是,当这些质量很小的光子以接近光速的速度运动时,时间膨胀因素必须被考虑进去,由此才能在我们的可见光参照系中计算其寿命——计算得出的时间为1018年或10 亿亿年。
在新的研究可以进一步探究早期宇宙之前,提高这个极限可能是困难的。
作者: physicsworld
FY: 菲奥娜叫
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施特劳斯家族有多少人?全部都是拉小提琴的吗
可是,谁是老约翰·施特劳斯、小约翰·施特劳斯、约瑟夫·施特劳斯、理查·施特劳斯...这些你都分的清楚么?今天就来和大家聊一聊。
我不认识约翰他们 首先要分清楚的一个人是理查·施特劳斯,他是德国人,他和施特劳斯家族没有关系,他比施特劳斯家族最小的成员差不多晚了四十年,他和马勒和布鲁克纳是同时代的作曲家指挥家,风格也比较相似,喜欢大编制的乐队,喜欢写漫长的旋律线条。
理查·施特劳斯的代表作有《唐璜》、《英雄生涯》等等。
他的交响诗《查拉图斯特拉如是说》的开头部分,被许多电影引用。
但理查·施特劳斯是一位具有争议的人,他既写具有哲学高度的作品,同时也会写一些自然到庸俗的曲子,比如《锅碗瓢盆交响曲》和《蒂尔的》。
《蒂尔的恶作剧》是一首比较具体的曲子,音乐里面充满了各种活泼的节奏,起伏的音阶,描绘蒂尔在集市上一会牵走了谁的马,一会打翻了谁的小摊子,所以就比较好理解,成为了流传最广的古典曲目之一。
约翰·施特劳斯家族 我们都爱圆舞曲 说完了理查·施特劳斯,再来说说约翰·施特劳斯家族。
先来看看他们的一张家谱。
这其中,最出名的当属“圆舞曲之父”老约翰和“圆舞曲之王”小约翰施特劳斯。
他们是重名的两父子,后人为了区分,加了老和小的称谓。
左一是老爸 在维也纳,每逢新年人们都要以音乐会来庆祝,据说最早的新年音乐会是在1847年,开创者正是老约翰·施特劳斯。
老约翰在一个露天舞台上,一边拉着小提琴,一边指挥着乐队,先是演奏了海顿的作品,接着开始演奏舞曲。
那时候的舞曲有波尔卡,圆舞曲,加洛普等等,人们在这样的音乐里跳个通宵。
《拉德茨基进行曲》是老约翰的作品,一般是每年新年音乐会的压轴曲目。
我是小约翰·施特劳斯,家里的长子 维也纳金色大厅在1873年落成,那正是小约翰·施特劳斯的,为了庆祝这个仪式,小约翰·施特劳斯写了一首《维也纳的气质》圆舞曲在金色大厅演奏,大获成功。
在过去,人们跳的是端庄的小步舞曲,而华尔兹让整个维也纳旋转了起来。
《蓝色多瑙河》圆舞曲是小约翰的作品,目前也是新年音乐会的必演曲目。
传说中,老约翰自己的童年绝对称不上幸福,是小提琴让他过上了体面的生活。
后来,老约翰生了小约翰,但是沉迷演出不能自拔,而且对小约翰可不怎么好,甚至有一段时间相当畏惧小约翰的才华。
至于他俩谁比较厉害,也许维也纳的小金人雕像能说明一点问题,那正是小约翰·施特劳斯。
无论如何,约翰·施特劳斯家族的作品成为新年音乐会必演曲目,是他们整个家族努力的结果。
除了上面说过的两位,还有小约翰·施特劳斯的兄弟约瑟夫·施特劳斯和爱德华·施特劳斯,据说前者把贝多芬的音乐写作手法融入了圆舞曲里,后者带着施特劳斯乐团周游世界,将圆舞曲带给了全世界的爱好者。
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202分左右的师范大学推荐:历史类2所,物理类1所
圆梦小编将在下文展示全国各个高考省份:202分可以上的师范大学名单,历史类有2所,物理类有1所。
一、历史类202分左右的师范大学历史类202分,在全国各个高考省份能上的师范大学名单不一样,请2025年历史类202分的考生,在下表直接找到自己的高考省份进行查阅。
例如,在安徽高考历史类202分左右的师范大学有1所,包含新疆和田学院等学校。
在广西高考,历史类202分能上的师范大学有:石家庄幼儿师范高等专科学校等学校。
高考省份学校名称2024分数2024位次安徽新疆和田学院003组202135073广西石家庄幼儿师范高等专科学校101专业组202128066二、物理类202分左右的师范大学物理类202分左右的师范大学,在全国各个高考省市一共有1所。
其中,在黑龙江高考物理类录取分数线为202分的师范大学有1所,分别是新疆和田学院等学校。
高考省份学校名称2024分数2024位次黑龙江新疆和田学院第019组202121445