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yexuqing木蟲之王 (文學泰斗)
太陽系系主任
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[交流]
【前沿】PRL：美物理學家提出量子狀態(tài)新理論模型
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PRL：美物理學家提出量子狀態(tài)新理論模型 有助于解釋黑洞邊界的物質(zhì)行為 據(jù)物理學家組織網(wǎng)8月4日（北京時間）報道，美國錫拉丘茲大學的物理學家提出了一種違反泡利不相容原理的理論模型，拓展了量子理論和相對論，有助于理解黑洞邊界的物質(zhì)行為。 宇宙中可看到、聞到、感覺到的所有事物，都具有一定的可預見結構，這是由于電子圍繞著原子核的旋轉(zhuǎn)都是按原子能階一層層排列的。有序結構的基本原則就是沒有兩個電子同時處于同樣的原子能階（量子態(tài)），即一個原子中不可能有電子層、電子亞層、電子云伸展方向和自旋方向完全相同的兩個電子，這就是泡利不相容原理。該原理是以愛因斯坦相對論和量子理論為基礎的。 然而，錫拉丘茲大學物理學家最近提出一種違反泡利不相容原理的新理論模型，即在特定條件下，不只一個電子能同時處在相同的量子態(tài)。發(fā)表在最新一期《物理評論快報》（PRL）上的這一模型，或有助于解釋黑洞邊界的物質(zhì)行為，以幫助科學家探索建立一個統(tǒng)一的量子引力理論。 像元素周期表中的化學元素那樣，電子以有序的方式排列在原子能階層，這使得物質(zhì)都具有穩(wěn)定的結構。正是這種潛在的穩(wěn)定性，使我們能在時間和空間中準確定位一個目標物體（電子、質(zhì)子和中子）。然而新模型指出，在量子引力巨大的地方，時空連續(xù)統(tǒng)一的景象就會被打破，極大地影響原子和電子躍遷中的旋轉(zhuǎn)對稱，電子從一個原子能階躍遷到另一個能階時，泡利原理就會被打破。 研究人員表示，盡管這種影響很小，但他們正利用高精度儀器進行觀察以期發(fā)現(xiàn)這種狀態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn)，這將極大地動搖當前基本物理理論的基礎。根據(jù)該理論模型，違反泡利原理在自然界存在過很長一段時間，甚至比現(xiàn)在宇宙的年齡更長久；或者相反，其出現(xiàn)頻率比一次著名的“藍色月亮”（意即不可能之事）事件更少。 違反泡利原理還有助于理解黑洞邊界的物質(zhì)是什么樣子，雖然尚不清楚黑洞中會發(fā)生什么，但新模型提供了關于物質(zhì)在黑洞引力之下原子塌縮的線索。此外，一個違反泡利原理的世界中，化學和生物也將迥然不同。 |
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