Photonen können schneller als Licht-Partikel emittieren Physiker vorschlagen


Die Teilchen, aus denen sich Licht, Photonen, können für mindestens 1 Trillion (1 Milliarde multipliziert mit 1 Milliarde) Jahre Leben, neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin.

Wenn Photonen sterben können, könnte sie Partikel abgeben, die schneller als das Licht reisen.

Viele Teilchen in der Natur im Laufe der Zeit zerfallen. Zum Beispiel sind radioaktive Atome instabil, schließlich die Aufteilung in kleinere Partikel und Energie abgibt, wie sie dies tun.

Wissenschaftler vermuten in der Regel, dass Photonen nicht brechen, da sie gedacht werden, um eine Masse mit dem Verfall fehlt. Während alle Messungen von Photonen derzeit, dass sie keine Masse haben vorschlagen, könnten sie stattdessen potenziell Massen zu klein für aktuelle Instrumente zur Messung haben jedoch. [10 Auswirkungen schneller als Licht zu reisen]

"Wie viel wir tatsächlich über Photonen weißt?" fragte Teilchenphysiker Julian Heeck am Max Planck Institut für Kernphysik in Heidelberg. "sie führte zu mehreren Umdrehungen in der Wissenschaft, aber ihre Eigenschaften sind nach wie vor ein Rätsel."

Die derzeitige Obergrenze für die Masse des Photons ist weniger als zwei Milliardstel einer Milliardstel einer Milliardstel einer Milliardstel einer Milliardstel einer Milliardstel von einem Kilogramm. Dies macht es etwa weniger als ein Milliardstel einer Milliardstel einer Milliardstel der Masse eines Protons.

Basierend auf das Standardmodell der Teilchenphysik, regelt das Reich von den sehr kleinen berechnet Heeck, dass Photonen im sichtbaren Spektrum für mindestens 1 Trillion Jahre Leben würde.

Die außerordentlich lange Lebensdauer Heeck berechnet ist durchschnittlich. "Es besteht die Möglichkeit, dass einige Photonen – sehr wenige, obwohl — verfallen sind," sagte er. (Das Universum ist derzeit etwa 13,7 Milliarden Jahre alt.) Wissenschaftliche Projekte wie die Planck-Mission zur Messung des Nachglühen des Urknalls, möglicherweise Anzeichen einer solchen Verfall erkennen könnte, bemerkte Heeck.

Wenn Photonen unten brechen, müssen die Ergebnisse von solchen Verfall noch leichtere Teilchen, diejenigen sein, die sogar schneller als Photonen reisen würde. Vorausgesetzt, Photonen haben Masse, "Es ist nur ein Teilchen wir wissen vom Standardmodell der Teilchenphysik, die möglicherweise noch leichter – das leichteste der drei Neutrinos" Heeck sagte.

Neutrinos sind geisterhafte Teilchen, die nur sehr selten mit normaler Materie wechselwirken. Unzählige Neutrinos durcheilen jeder auf der Erde jeden Tag ohne Wirkung.

"Es könnte gut sein, dass das Neutrino leichter als das Photon ist" Heeck sagte. Im Prinzip kann jedes Photon in zwei der leichteste Neutrinos zerfallen.

"Das leichteste Neutrino leichter als Licht, dann tatsächlich schneller als Photonen reisen würde," sagte Heeck.

Die Idee von Neutrinos, die schneller als Photonen scheinen würde, gegen die Vorstellung basiert auf Einsteins Relativitätstheorie, das nichts schneller als das Licht reisen kann. Diese Annahme basiert jedoch auf der Idee des Photons nicht mit Masse. Einsteins Relativitätstheorie "nur besagt, dass keine Partikel schneller als ein masselose Teilchen reisen kann," sagte Heeck.

Faszinierend, bedeutet die Geschwindigkeit, der Photonen zu Reisen ihre außerordentliche Lebensdauer aus ihrer Sicht schnell vergehen wird. Einsteins Relativitätstheorie deutet darauf hin, wenn Partikel außerordentlich schnell Reisen das Gewebe von Raum und Zeit Warps um sie herum, was bedeutet, dass sie mal als langsamer als relativ langsam bewegten Objekten vorbei erleben. Dies bedeutet, dass wenn Photonen 1 Trillion Jahre, aus ihrer Perspektive Leben sie nur etwa drei Jahre Leben.

Heeck detailliert seine Erkenntnisse Online-Juli 11 in der Fachzeitschrift Physical Review Letters.

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