暗能量是一種什么能量？解開(kāi)暗能量之謎的新方法
（神秘的地球uux.cn）據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)（作者：Raphaël Cayrol，盧森堡大學(xué)）：暗能量的開(kāi)暗背后是什么，是量種量解武漢洪山（上門服務(wù)）上門服務(wù)資源vx《365-2895》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)什么將其與阿爾伯特·愛(ài)因斯坦引入的宇宙常數(shù)聯(lián)系起來(lái)？盧森堡大學(xué)的兩位物理學(xué)家指出了回答這些開(kāi)放物理學(xué)問(wèn)題的方法。
宇宙有許多奇異的開(kāi)暗特性，這些特性很難用日常經(jīng)驗(yàn)來(lái)理解。量種量解例如，開(kāi)暗我們所知道的量種量解由原子、分子和其他粒子組成的開(kāi)暗物質(zhì)，顯然只占宇宙能量密度的量種量解一小部分。最大的開(kāi)暗貢獻(xiàn)，超過(guò)三分之二，量種量解來(lái)自“暗能量” - 一種假設(shè)的開(kāi)暗武漢洪山（上門服務(wù)）上門服務(wù)資源vx《365-2895》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)能量形式，其背景物理學(xué)家仍然感到困惑。量種量解
此外，開(kāi)暗宇宙不僅在穩(wěn)步膨脹，量種量解而且以越來(lái)越快的速度膨脹。這兩個(gè)特征似乎是相互關(guān)聯(lián)的，因?yàn)榘的芰恳脖徽J(rèn)為是加速膨脹的驅(qū)動(dòng)力。此外，它可以重新統(tǒng)一兩個(gè)強(qiáng)大的物理思想流派：量子場(chǎng)論和阿爾伯特·愛(ài)因斯坦開(kāi)發(fā)的廣義相對(duì)論。但有一個(gè)問(wèn)題：到目前為止，計(jì)算和觀察遠(yuǎn)未匹配。現(xiàn)在，來(lái)自盧森堡的兩位研究人員在《物理評(píng)論快報(bào)》發(fā)表的一篇論文中展示了解決這個(gè)100年歷史的謎語(yǔ)的方法。
真空中虛擬粒子的軌跡
“暗能量來(lái)自量子場(chǎng)論的公式，”盧森堡大學(xué)物理與材料科學(xué)系理論固體物理學(xué)教授Alexandre Tkatchenko教授解釋說(shuō)。該理論的發(fā)展是為了將量子力學(xué)和廣義相對(duì)論結(jié)合在一起，它們?cè)诨痉矫媸遣幌嗳莸摹?br>它的基本特征是：與量子力學(xué)相反，該理論不僅將粒子，而且將無(wú)物質(zhì)場(chǎng)視為量子對(duì)象。“在這個(gè)框架中，許多研究人員將暗能量視為所謂的真空能量的表達(dá)，”Tkatchenko說(shuō)：一個(gè)物理量，在生動(dòng)的圖像中，是由成對(duì)的粒子及其反粒子 - 如電子和正電子 - 在實(shí)際上是空的空間中不斷出現(xiàn)引起的。
物理學(xué)家將虛擬粒子及其量子場(chǎng)的來(lái)來(lái)去去稱為真空或零點(diǎn)漲落。當(dāng)粒子對(duì)立即再次消失在虛無(wú)中時(shí)，它們會(huì)留下一定的能量。“這種真空能量在廣義相對(duì)論中也有意義，”盧森堡科學(xué)家指出。“它表現(xiàn)在愛(ài)因斯坦出于數(shù)學(xué)原因插入他的方程中的宇宙學(xué)常數(shù)。
巨大的不匹配
與只能從量子場(chǎng)論公式推導(dǎo)出的暗能量不同，宇宙學(xué)常數(shù)可以直接通過(guò)天體物理實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和普朗克太空任務(wù)的測(cè)量已經(jīng)為基本物理量提供了接近和可靠的值。
另一方面，基于量子場(chǎng)論的暗能量計(jì)算得出的結(jié)果對(duì)應(yīng)于宇宙學(xué)常數(shù)的值，該值高達(dá)10120倍數(shù)更大——這是一個(gè)巨大的差異——盡管在當(dāng)今盛行的物理學(xué)家的世界觀中，這兩個(gè)值應(yīng)該是相等的。相反，發(fā)現(xiàn)的差異被稱為“宇宙學(xué)常數(shù)之謎”。“這無(wú)疑是現(xiàn)代科學(xué)中最大的不一致之處之一，”亞歷山大·特卡琴科說(shuō)。
非常規(guī)的解釋方式
他與盧森堡的研究同事迪米特里·費(fèi)多羅夫（Dimitry Fedorov）博士一起，為這個(gè)已經(jīng)開(kāi)放了幾十年的難題帶來(lái)了解決方案，又向前邁進(jìn)了一大步。在他們最近發(fā)表的一篇理論論文中，兩位盧森堡研究人員提出了對(duì)暗能量的新解釋。它假設(shè)零點(diǎn)波動(dòng)導(dǎo)致真空的極化率，這既可以測(cè)量也可以計(jì)算。
“在帶有電荷的虛擬粒子對(duì)中，它來(lái)自這些粒子在其極短存在期間相互施加的電動(dòng)力，”Tkatchenko解釋說(shuō)。物理學(xué)家將此稱為自我相互作用，這種粒子中的極化率是對(duì)其反應(yīng)的特征。“它導(dǎo)致可以在新模型的幫助下確定的能量密度，”盧森堡科學(xué)家說(shuō)。
他與他的研究同事費(fèi)多羅夫一起開(kāi)發(fā)了這個(gè)模型，并于2018年首次提出，最初用于描述原子特性，例如固體。由于幾何特征很容易通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量，因此極化率也可以通過(guò)這些分流來(lái)確定。
“我們將這個(gè)程序轉(zhuǎn)移到真空中的過(guò)程中，”Fedorov解釋說(shuō)。為此，兩位研究人員研究了電子和正電子的行為，他們根據(jù)量子場(chǎng)論的原理將它們視為場(chǎng)。這些場(chǎng)的波動(dòng)也可以用平衡幾何來(lái)表征，其值已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)中知道。
“我們將其插入模型的公式中，并以這種方式最終獲得了真空極化的強(qiáng)度，”費(fèi)多羅夫報(bào)告說(shuō)。最后一步是量子力學(xué)計(jì)算電子和正電子之間自相互作用的能量密度。以這種方式獲得的結(jié)果與宇宙學(xué)常數(shù)的測(cè)量值非常吻合：這意味著：“暗能量可以追溯到量子場(chǎng)自相互作用的能量密度，”亞歷山大·特卡琴科強(qiáng)調(diào)說(shuō)。
一致的值和可驗(yàn)證的預(yù)測(cè)
“因此，我們的工作提供了一種優(yōu)雅和非常規(guī)的方法來(lái)解決宇宙常數(shù)之謎，”物理學(xué)家總結(jié)道。“此外，它提供了一個(gè)可驗(yàn)證的預(yù)測(cè)：即像電子和正電子這樣的量子場(chǎng)確實(shí)具有很小但始終存在的極化。
盧森堡的兩位研究人員說(shuō)，這一發(fā)現(xiàn)也為未來(lái)在實(shí)驗(yàn)室中檢測(cè)這種極化的實(shí)驗(yàn)指明了方向，他們現(xiàn)在希望將他們的模型應(yīng)用于其他粒子 - 反粒子對(duì)。“我們的概念理念應(yīng)該適用于任何領(lǐng)域，”Alexandre Tkatchenko強(qiáng)調(diào)說(shuō)。他認(rèn)為與迪米特里·費(fèi)多羅夫一起獲得的新結(jié)果是更好地理解暗能量的第一步，以及它與阿爾伯特·愛(ài)因斯坦的宇宙常數(shù)的聯(lián)系。
Tkatchenko確信：“最終，這也將揭示量子場(chǎng)論和一般反應(yīng)性理論交織在一起的方式，作為觀察宇宙及其組成部分的兩種方式。