Vraag:
Kan een foton een golflengte hebben die kleiner is dan de plancklengte?
Promissory Estoppel
2016-08-12 04:09:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nou?Wiskunde indien nodig, alstublieft.

Zou het foton in feite geen golflengte hebben?

Niet beledigend, maar de meeste vragen op deze site laten op zijn minst enig onderzoek zien van de kant van de persoon die de vraag stelt.Het zou uw vraag (over dit of een ander onderwerp) enorm helpen als u experimentele resultaten zou kunnen citeren, in plaats van "wat als" -vragen.Dus, in dit geval, heb je bijvoorbeeld bewijs van vertragingen in de lichtsnelheid over kosmologische afstanden als gevolg van interacties op de schaal die je noemt?
Kijk eens naar [Is de Planck-lengte de kleinste lengte die in het universum bestaat of is het de kleinste lengte die kan worden waargenomen?] (Http://physics.stackexchange.com/q/185939/50583) en de bijbehorende vragen.Er is geen betekenis voor de lengte van Planck in de momenteel aanvaarde theorieën.
Een goede stem als 'niet duidelijk wat je vraagt' en twee als 'voornamelijk op meningen'.Geen van beide slaat op.De vraag is zowel glashelder als onbetwistbaar over een feit.
Het is een heel duidelijke en beknopte vraag, sommige mensen hebben de moeite genomen om hem te beantwoorden.Hoffelijkheid kost u niets.
Vier antwoorden:
Gendergaga
2016-08-12 07:47:25 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Als er een minimale golflengte was, zou je gewoon je eigen snelheid in de richting van het foton kunnen verhogen om het toch kleiner te maken.

Omdat de relatieve snelheid ten opzichte van het foton altijd c moet zijn, is het enige dat dan kan toenemen de frequentie, dus je kunt altijd een nog kleinere golflengte krijgen door alleen het dopplereffect te vergroten.

Daarom is er geen minimale golflengte.Als je c zou kunnen bereiken (wat je niet kunt), zou de golflengte nul zijn, maar aangezien je willekeurig dicht bij c kunt komen, kan de golflengte ook willekeurig dichtbij nul komen.

+1 voor goed, zeer relevant fysisch inzicht, maar ik denk niet dat het de OPs-vraag beantwoordt, omdat je moet aannemen dat klassieke SR vasthoudt aan willekeurig kleine lengteschalen, iets dat we niet weten noch (ik geloof als eenlekenlezer) zelfs geloven.Zie mijn antwoord waar ik het heb over een aantal variaties op de klassieke relativiteitstheorie die zowel een invariante snelheid * als * een invariante lengteschaal mogelijk maken.
Het zal interessant zijn als blijkt dat er een maximale frequentie is toegestaan voordat het foton zelf onder invloed van de zwaartekracht instort.Hoe zou dit werken met Doppler-blauwverschuiving?
Lawrence B. Crowell
2016-08-12 07:07:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ik ga hierop ingaan. In zekere zin kunnen we zeggen dat we het echt niet weten. Aangezien u experimenteel bewijs noemde, hebben we geen experimenteel bewijs voor iets bij de Planck-energie $ E ~ = ~ \ sqrt {c ^ 5 / G \ hbar} $. De golflengte van een deeltje bij deze energie zou gelijk zijn aan de Planck-lengte. De Planck-lengte wordt berekend door de golflengte van een deeltje in rust gelijk te stellen aan de omtrek van de gebeurtenishorizon. De $ 4 $ -momentum $ P ^ \ mu ~ = ~ (mc, ~ 0, ~ 0, ~ 0) $ met de deBroglie-typevergelijking $ p \ lambda ~ = ~ h $, we vergelijking $ \ lambda $ gelijkgesteld aan $ 2 \ pi $ maal de Schwarzschild-straal $ r ~ = ~ 2GM / c ^ 2 $ de rest is algebra en je krijgt $ \ ell_p ~ = ~ \ sqrt {G \ hbar / c ^ 3} $

Dus wat betekent het dat een deeltje een golflengte heeft die korter is dan $ \ ell_p $? Het betekent dat het deeltje zich in een gebied bevindt dat kleiner is dan de even horizon van de kleinste kwantumeenheid van een zwart gat. Er is niets onmiddellijk dat zegt dat dit niet kan gebeuren. Wat we wel veronderstellen, is dat deze eenheid van zwart gat het kleinste gebied vertegenwoordigt dat men een qubit kan lokaliseren. 't Hooft en Susskind formuleerden holografie in eerste instantie door naar de horizon van gebeurtenissen te kijken volgens eenheden van Planck-gebieden die een qubit aan informatie kunnen bevatten.

Stel dat je fotonen hebt of een willekeurig kwantumveld met een willekeurig spectrum van energie of frequenties. De energie in een Fourier-som die de Planck-energie overschrijdt, kan geen qubit aan informatie bevatten. Met andere woorden, deze spelen waarschijnlijk geen fysiek betekenisvolle rol en kunnen worden verwijderd. Dit volgt in zekere zin met het idee dat de Planck-schaal een soort van ultieme renormalisatie-afsnijding is in QFT of kwantumzwaartekracht. De details hiervan zijn natuurlijk nog niet zeker.

Dank je.Ik denk dat het probleem is dat we nog niet op dit microscopisch niveau kunnen meten.Het zou interessant zijn om te zien hoe dit kan worden gedaan, samen met het opnieuw uitvoeren van het experiment met dubbele spleet met deeltjes met een golflengte van de Planck-lengte (of lager), vooral met nieuwere experimenten zoals de kwantumwisser enz. Het zou interessant zijn omkijk of de frequentie effectief een limiet heeft bereikt en een constante is geworden, zoals 0 of 1.
@PromissoryEstoppel Heb je het gedeelte gemist waar het antwoord aangeeft dat je een zwart gat zou krijgen?Dat is iets dat heel waarneembaar is en dat naar verwachting te zien is in b.v.deeltjesversneller experimenten.Het heeft geen zin om zo'n foton te beschouwen, aangezien het niet echt een foton zou zijn lang voordat het ook maar enigszins energetisch zou komen.Er is niets speciaals aan de lengte van Planck, het is geen "limiet" van het universum - het is gewoon weer een andere eenheid die probeert te vermijden (direct of indirect) antropocentrische eenheden zoals voeten.Voor zover wij weten, heeft het geen betekenis in de kosmologie of natuurkunde.
Eigenlijk las ik het heel duidelijk en het impliceerde dat het creëren van een zwart gat een mogelijkheid is, geen zekerheid.
Selene Routley
2016-08-12 08:15:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Het korte antwoord is dat we het simpelweg niet weten: deze hypothese gaat absoluut verder dan alles dat we experimenteel kunnen testen of waarover we kunnen redeneren met een algemeen aanvaarde theorie.

Симон Тыран's Answer is een goede, beknopte uiteenzetting die laat zien wat de klassieke , relativistische redenering hierover te zeggen heeft. Maar ik geloof niet dat dit de vraag beantwoordt, omdat je moet aannemen dat de klassieke relativiteitstheorie tot op een willekeurig kleine schaal werkt en dat weten we niet en (ik krijg de indruk als lekenlezer) zelfs maar.

Bovendien, zelfs zonder volledige kwantumzwaartekracht, kan men klassieke theorieën formuleren met zowel een onveranderlijke snelheid (zoals in de $ c $ van de speciale relativiteitstheorie) en en een invariante lengteschaal. Voorbeelden van dergelijke theorieën zijn "Doubly Special Relativity" en ook de Sitter Invariant Special Relativity waarin de symmetriegroep $ SO (1, \, 4) $ een supergroep is van de Lorentz-groep en is hetzelfde als de symmetriegroep van de Sitterruimte, een zeer symmetrische vacuümoplossing van de Einstein-veldvergelijkingen. In zo'n universum zou men een natuurlijke, onveranderlijke lengteschaal hebben die kan worden gebruikt om de klassieke speciale relativistische redenering te ontkrachten dat er altijd een traagheidswaarnemer bestaat voor wie een golflengte willekeurig klein is.

Hoewel het veel verder gaat dan wat we experimenteel kunnen testen, is het natuurlijk hoogst onwaarschijnlijk dat de lengte van 1 planck op enigerlei wijze significant zou zijn.Zelfs als er een harde limiet is, is er geen reden om aan te nemen dat 1 plack-lengte die limiet zou zijn, net zoals er geen reden is om aan te nemen dat 1 planck-massa de kleinst mogelijke massa van iets is, of dat niets langzamer kan bewegen dan 1 m/ s.Het is niet zoals bijv.0 K die daadwerkelijk fysieke betekenis heeft.
@Luaan Dat is een goed punt dat de Planck-lengte zelf waarschijnlijk niet * de * lengteschaal is waar dingen raar gaan.Er is niets in de dubbele speciale relativiteitstheorie, noch in de Sitter-invariante relativiteitstheorie dat de invariante lengte koppelt aan alles wat we weten - het zijn gewoon mogelijke speelgoedtheorieën om aan te tonen dat invariante lengtes kunnen passen bij relativistische principes.Of dat is tenminste mijn begrip.
Moonraker
2016-08-12 14:26:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

We weten niet of massaloze deeltjes een golflengte hebben die groter is dan de plancklengte, maar er zijn enkele belangrijke indices (inclusief die in de andere antwoorden) tegen beperking van golflengte. In het bijzonder, volgens Wikipedia,

Er is momenteel geen bewezen fysieke betekenis van de Planck lengte; het is echter een onderwerp van theoretisch onderzoek.

Dit onderzoek verwijst in het bijzonder naar de discretie van ruimtetijd en niet naar golflengten.

De mogelijkheid om de relatieve snelheid van een waarnemer te verhogen is een essentieel argument, en het is belangrijk op te merken dat het ruimtetijdinterval van massaloze deeltjes nul is. Een nul-interval betekent dat er geen plaats is voor een n y-soort golflengte, zelfs niet voor een golflengte die kleiner is dan de Planck-lengte. In tegenstelling tot ruimte-intervallen komt het ruimtetijd-interval echter niet overeen met een waarnemer, maar met een (hypothetische, niet bestaande) waarnemer die beweegt met de lichtsnelheid. Je kunt nu aannemen dat een waarnemer heel dicht bij de lichtsnelheid beweegt, en voor zover we vandaag weten is er geen limiet, dat betekent dat de waarnemer nooit de lichtsnelheid zal bereiken, maar hij kan er willekeurig dichtbij komen, en deze waarnemer zou dat wel doen. observeer een golflengte die willekeurig klein kan zijn, dat wil zeggen willekeurig dichtbij de lengte nul van het nulruimtetijdinterval van het massaloze deeltje.

Nu is de snelheid van de waarnemer een ruimte-interval per tijdsinterval, en hierdoor verandert je vraag in de vraag of de toegestane golflengten discreet zijn, in het bijzonder als ruimte en / of tijd discreet zijn. Maar zoals ik hierboven al zei, beschouwt de mainstream tegenwoordig ruimte en tijd als continu.



Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...