【中微子和引力波通信】一起初步了解引力波和中微子

2019-12-28 - 中微子

PS:UP只是个高中生,有写的不对的地方敬请矫正。

相比看过刘慈欣大量作品的书迷们会注意到刘慈欣的作品中有两种通信方式经常出现:引力波和中微子。那么他们到底是什么呢?

先说引力波。了解广义相对论的人都知道引力其实是时空的弯曲。从微观角度(量子力学)来看,人们把两个物质间的力描述成由称为引力子的一种粒子携带的。他自身没有质量,所以携带的力是长程的。实的引力子(当然有虚的,因概念较复杂,所以.

【中微子和引力波通信】一起初步了解引力波和中微子
【中微子和引力波通信】一起初步了解引力波和中微子

.....)构成了物理学家们所称的引力波。标准定义是时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播,这种波以引力辐射形式传递能量。说白了,就使物体发生振动旋转啥的通过万有引力的链接来传递信息。但是它非常微弱,很难接收。虽说引力波于2016年被NASA探测到了,但是离利用它我们还差得远。

【中微子和引力波通信】一起初步了解引力波和中微子
【中微子和引力波通信】一起初步了解引力波和中微子

爱因斯坦的广义相对论预言了引力波的存在,从此人们开始不懈的探索。引力波怎么像电磁波一样传递信息?我乐观点估计验证需要15年吧。现在我们连他是横波还是纵波,传播需不需要介质都不知道,换而言之,仅仅知道它的存在。不过刘慈欣说他不会衰变还是有一定依据的:他没有质量,就不会有原子核这种东西放射啦......

【中微子和引力波通信】一起初步了解引力波和中微子
【中微子和引力波通信】一起初步了解引力波和中微子

再说中微子。《时间简史》上说中微子是一种只受弱相互作用力和引力影响的极轻的粒子。中微子是一种暗物质,所谓暗物质就是我们不能直接观测到的填充宇宙的物质。如果要说到它的准确定义,就不得不说到伟大的泡利。泡利提出了不相容原理,从此初中化学老师就告诉你一种化学元素最外层最多有两个电子,靠外一层最多有8个电子.

......咳咳,扯远了。1931年,泡利认为在β衰变过程中,除了电子以外,同时还有一种静止质量为零,电子中性,与光子有所不同的粒子放射出去,这便是中微子。

用中微子传递信息的前景还挺乐观的,上世纪80年代前苏联和美国就实现了中微子通信。他当然也属于量子通信,不过由于它十分难获得,所以发展成本还是极其昂贵的。需要说明的是,中微子通信虽说有很多好处如不会衰变,但它也有局限性如发射时需调制,接收时需解调。而且她只能往一指定方向传递信息,这也是《三体》中宇宙广播方式人类选择引力波的原因。

中微子的神秘面纱已被揭开,引力波还只是个刚拉开一角的帷幕,如果你能用引力波为人类造福,那你注定名留青史哟。所以还等什么,跟着我去修物理吧!

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