谁能科普一下:当光子频率足够高时

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星空浩淼


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谁能科普一下:当光子频率足够高时 [文章类型: 原创]

我依稀记得当年看过一篇文章,讲解为何光子不会变成黑洞,当时没有在意,这会儿突然想起这个问题,却想不起答案了,希望有哪位大神科普一下。

问题大致是这样的:假设有一个光子频率足够高(于是其运动质量M足够大),波长足够短,使得波长小于质量为M的史瓦西黑洞半径,那么该光子会形成黑洞吗?

我们知道,光子的频率大小与观测者有关,如果频率够高的光子会变成黑洞,那么光子是不是黑洞,就成了相对的,因此频率无论多高的光子应该都不会变成黑洞。但是为何这样,我这会儿想不明白。

发表时间: 2015-10-08, 22:04:05 个人资料

星空浩淼


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Re: 谁能科普一下:当光子频率足够高时 [文章类型: 原创]

也许与此相关的,有另外一个问题:

假设有两个全同的光子,每个光子的波长为λ,这也是每个光子的德布罗意波长。但是,将两个光子视为一个整体,这个整体的德布罗意波长为λ/2。再如,一个复合粒子的德布罗意波长,要小于该复合粒子中每个组分的德布罗意波长。问题是,什么时候应该考虑复合粒子中每个组分的德布罗意波长?什么时候应该考虑复合粒子整体的德布罗意波长?有人利用光子的双缝干涉实验,来研究过这个问题,结论是:当两个光子之间“亲密”到一定程度时,干涉条纹是以两个光子整体的德布罗意波来干涉形成的。

发表时间: 2015-10-08, 22:15:02 个人资料

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Re: 谁能科普一下:当光子频率足够高时 [文章类型: 原创]

与楼上问题相关的问题,是关于位置与坐标测不准关系的。

关于位置与坐标测不准关系,有多种解释。例如测量的空间范围越小,引起的动量涨落(从而能量涨落)就越大。按照这种理解,就会存在”最小空间距离“的一种操作性定义:假设测量的空间范围如此之小,使得引起的能量涨落,能在这样的空间范围内能形成一个史瓦西黑洞,由于黑洞有视界,处于黑洞外面的人无法得知黑洞里面的信息,于是这个空间范围的尺度,就是可观测意义上的最小尺度。通过计算可以证明,这个尺度,恰好是Planck尺度。因此Planck尺度有三种定义:由三个基本常数构成的一个有长度量纲的量;当粒子的Compton波长等于史瓦西黑洞半径时(其中粒子质量为史瓦西黑洞质量)的波长;最小的可观测尺度。

但是,如果从分析粒子位置与动量的不确定关系出发,则不能给出最小尺度的操作性定义,因为粒子可以是复合粒子,粒子的位置是复合粒子的质心位置,粒子动量是复合粒子的整体动量,动量的涨落与粒子质量大小有关,它所对应的能量涨落,不必分布在粒子质心位置的涨落范围以内。粒子一颗石头可以通过速度的微小涨落,来获得很大的动量涨落,此时石头质心位置的涨落是微小的,石头的位置与坐标测不准关系可以忽略不计,对应经典力学图像。

发表时间: 2015-10-08, 22:36:13 个人资料

星空浩淼


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Re: 谁能科普一下:当光子频率足够高时 [文章类型: 原创]

此楼本来也应该放在学术板块,只是为了增加主页新帖显示,特地放在这里:-)

发表时间: 2015-10-08, 22:38:19 个人资料
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