據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)8月4日(北京時(shí)間)報(bào)道,美國(guó)錫拉丘茲大學(xué)的物理學(xué)家提出了一種違反泡利不相容原理的理論模型,拓展了量子理論和相對(duì)論,有助于理解黑洞邊界的物質(zhì)行為。
宇宙中可看到、聞到、感覺(jué)到的所有事物,都具有一定的可預(yù)見(jiàn)結(jié)構(gòu),這是由于電子圍繞著原子核的旋轉(zhuǎn)都是按原子能階一層層排列的。有序結(jié)構(gòu)的基本原則就是沒(méi)有兩個(gè)電子同時(shí)處于同樣的原子能階(量子態(tài)),即一個(gè)原子中不可能有電子層、電子亞層、電子云伸展方向和自旋方向完全相同的兩個(gè)電子,這就是泡利不相容原理。該原理是以愛(ài)因斯坦相對(duì)論和量子理論為基礎(chǔ)的。
然而,錫拉丘茲大學(xué)物理學(xué)家最近提出一種違反泡利不相容原理的新理論模型,即在特定條件下,不只一個(gè)電子能同時(shí)處在相同的量子態(tài)。發(fā)表在最新一期《物理評(píng)論快報(bào)》上的這一模型,或有助于解釋黑洞邊界的物質(zhì)行為,以幫助科學(xué)家探索建立一個(gè)統(tǒng)一的量子引力理論。
像元素周期表中的化學(xué)元素那樣,電子以有序的方式排列在原子能階層,這使得物質(zhì)都具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。正是這種潛在的穩(wěn)定性,使我們能在時(shí)間和空間中準(zhǔn)確定位一個(gè)目標(biāo)物體(電子、質(zhì)子和中子)。然而新模型指出,在量子引力巨大的地方,時(shí)空連續(xù)統(tǒng)一的景象就會(huì)被打破,極大地影響原子和電子躍遷中的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng),電子從一個(gè)原子能階躍遷到另一個(gè)能階時(shí),泡利原理就會(huì)被打破。
研究人員表示,盡管這種影響很小,但他們正利用高精度儀器進(jìn)行觀察以期發(fā)現(xiàn)這種狀態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn),這將極大地動(dòng)搖當(dāng)前基本物理理論的基礎(chǔ)。根據(jù)該理論模型,違反泡利原理在自然界存在過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間,甚至比現(xiàn)在宇宙的年齡更長(zhǎng)久;或者相反,其出現(xiàn)頻率比一次著名的“藍(lán)色月亮”(意即不可能之事)事件更少。
違反泡利原理還有助于理解黑洞邊界的物質(zhì)是什么樣子,雖然尚不清楚黑洞中會(huì)發(fā)生什么,但新模型提供了關(guān)于物質(zhì)在黑洞引力之下原子塌縮的線索。此外,一個(gè)違反泡利原理的世界中,化學(xué)和生物也將迥然不同。
欄目導(dǎo)航
內(nèi)容推薦
更多>2020-03-20
2019-06-05
2019-03-05
2018-10-10