为什么电力平方反比律与光子静止质量为零有密切关系。如果光子质量是有限非零值,会给物理学带来一系列原则问题?

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3个答案
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逻辑谬误进入了黑暗面的物理人

2013-12-15 08:35
为什么电力平方反比律与光子静止质量为零有密切关系。

因为光子是电磁力的媒介子。从简单的量子场论的角度来说,如果一种力的媒介子有质量,那这种力就不能是长距离力。简单来说,库伦力电势的公式就会变成:

电力就会是一个短距离力。


如果光子质量是有限非零值,会给物理学带来一系列原则问题?

现代理解里、光子是一种规范玻色子。规范玻色子可以理解成要求时空中每一个位置都满足某种对称性的要求的直接结果。对电磁场,这种规范对称性是复数的局域阿贝尔U(1)对称性。简单来说这对称性要求所有物理上可测量重要的数量都必须是实数。例如这意味这波函数的相位无重要物理意义。而阿贝尔规范场相对的量子必须是零质量、零电荷的粒子。所以如果光子是一个带质量(或带电荷)的粒子,那要嘛我们对宇宙对称性的某些基本假设就是错的,要嘛(更有可能)标准模型的规范场论那部分是错的。

所以现在还有不少人在做实验去量光子质量和电荷。但目前为止所有实验都证明光子具有的电荷和质量为零。如果我么真的发现光子带质量或电荷,也不见得是什么原则问题。而只是指出标准模型的不完善而已。

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傅里叶变黄油猫软件工程师,应用数学专业

2013-03-07 09:46
支持者: 光谱 Topp

如果光子质量是有限非零值,现代物理学就直接崩溃,从头再来。

科学体系都是紧密关联的,牵一发动全身,特别是光子静质量是其中核心的一环。相对论说,没有静止质量的粒子才能光速运动,“光速”字面意思又是光子的运动速度,所以…… 如果光子有静止质量,这物理课本你让我从何改起?

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这个不清楚,但是J.D.Jackson的经典电动力学中有说到,楼主可以去看看。

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