无中生有:研究人员发现物质可以从真空中产生

美国国家航空航天局 (NASA)

人们常说“一分钱一分货”,但密歇根大学的几位科学家可能会对此表示异议。他们说,从理论上讲,在适当的条件下,你可以 从真空中凭空制造出粒子。你只需要一台超高强度激光器、一台粒子加速器,以及对“什么都没有”到底是什么持开放的态度(提示:它其实是有东西的)。

理解他们想法的第一步是改变你对真空的看法;他们说,真空不是一个空洞,而是物质和反物质,或粒子和反粒子的平衡组合。这些粒子密度极大,但我们无法观察到它们,因为它们的可见特征会相互抵消。

研究人员设计了一组方程,表明高能激光脉冲可以撕裂真空的“空无”,将其转化为构成粒子和反粒子,并引发一个连锁反应,从而实际生成额外的物质-反物质对。

怎么做到的?当物质和反物质相互湮灭时,会产生伽马光子,而这些高能光粒子可以产生额外的电子和正电子(正电子是电子的反物质)。但这并非全部诀窍。在强激光场中,这些由物质-反物质湮灭产生的电子可以变成其他三种粒子加上一定数量的光子的组合。

这就是你可以陷入物理学困境的地方,但本质上,他们的数学表明,可以从虚无中产生电子,而这些电子又可以被引导变成其他一些粒子,最终算下来,你拥有的粒子比开始时多(因为你开始时拥有的是真空)。研究人员认为,这种情况在自然界中的脉冲星和中子星附近会发生。无中生有。你父亲错了:(理论上)天下确实有免费的午餐。

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