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为什么低频光子不能是粒子?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2021-08-01 10:19:51

首先,光子不是粒子。它们只是场模式下的能量量子。不要把类粒子探测事件误认为光子是粒子的证据。每一次光子探测都代表了能量从场模式到电荷系统的转移。这种充电系统可以看作是天线。一个最佳的天线应该与它所探测到的辐射的波长大小相当。这定义了一种共振条件,辐射以最佳方式激发天线。对于原子来说,共振条件对应于状态之间的能量差。这是有界系统的一个特征。不幸的是,原子比共振波长小得多,所以它们做的天线很差。相应地,原子吸收共振光子的概率是非常小的。因此,这种低概率必须通过使用各种技术来弥补。在探测器中使用大量原子是最简单的方法。事实上,要用高概率检测单个光子,需要使用许多技巧来提高检测概率。这种设备通常都很昂贵。

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为什么低频光子不能是粒子?

现在,使用专门设计的天线可以更好地检测低频光子,因为原子甚至分子在低频都没有可用的共振。不幸的是,所有的电子系统都有噪声,因此在射频场中探测单个光子是极具挑战性的。然而,它实际上是在超高频无线电频率下完成的,这是一个相当大的成就。你可能知道电视天线有多大。这和我们检测到的超高频光子的波长相当。因此,光子图像已经很好地扩展到无线电频率。考虑到这些光子的能量很小(远低于热噪声能量),将其扩展到更低的频率就变得越来越具有挑战性。
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