物理真空

中文名称 物理真空
背景 量子场论建立后
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简介

物理真空就是物理上讨论的真空,最初指没有任何物质存在的理想空间。而我们生活中平时谈论的真空,大都指工业真空,一般是用特制的抽气机得到的。

量子场论建立后,人们认为物理上的真空由所有场的基态构成(即所谓的真空不空),在一定能量的作用下,可激发出一对儿正反粒子。[可参考任意一本量子场论教科书,例如S. Weinberg的"The Quantum Theory of Fields"]

物理学真空,是指对物理实验的影响,可以忽略的空间,称为该实验的近似真空。此定义可广泛用于各种实验,不用过度追求,且解决没有物质的空间旁边有实验干扰源的情况。

例子

例如在正负电子对撞机中,高能正负电子湮灭后产生极大的能量,在此能量的作用下,真空中的各种粒子会按照不同的比例(即产生截面)被成对儿地产生出来,然后再进一步衰变为其它粒子(当然,若最初激发出来的是正负电子,就不会衰变了)。[可参考"Introduction to High Energy Physics"或任何一本介绍对撞机的参考书,如“Physics at BES-III”,arXiv:0809.1869]

再如在e+e-湮灭产生K+K-介子的过程中,e+e-湮灭首与一个虚光子耦合(可理解为湮灭为虚光子),然后虚光子与一对正反夸克(例如u和u-bar夸克)耦合(可理解为虚光子变成一对儿夸克),此时由于作用能量很大,有一定概率从真空中激发出一对儿正反奇异夸克(即s和s-bar夸克),最后构成K+(us-bar)和K-(su-bar)介子。[可参考任何一本量子场论教科书中对类似Feynman图的解释]

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