主题：【原创】关于粒子性和波动性 -- witten1
家园 首先不要先入为主的认为电子就是“粒子” 侬算是科学学通了。这就是职业素养。俺从来不看非专业物理讨论的还是忍不住冒了泡。哪里高就呀？
家园 波粒二象性，明为聪明，实为误导。公子以为不如物质与力统一 ，物质不过是力的一种形态，即宇宙间只有力，四种力，还有物质最后如公子的中华圈大一统理论一样给统一，一切将迎刃而解。
家园 你要忽悠住大家才行呀 对错不是关键，重要的是让大部分人点头接受。更近一步世界只有一种力，但是它在地球上被发现的有四种可表现形式。在宇宙中四力归一。这样分分合合的变化就完完全全地解决了。
家园 【原创】Casimir效应(3)：真空灾难 未经允许，谢绝转载
这里不一一列出前几篇链接了，只是诚挚建议想看本篇的河友们把前几篇复习一下，不然光看个结论没有什么意思。
问题在于，真空激发出来的虚粒子是带质量的，这样的质量等效于引力，最终等效于时空弯曲，这样其实我们知道真空贡献了一个非常大的本底，我们前面说的【原创】Casimir效应(2)：本质及经典类比那个“无穷大”可以重新定义一下没问题那是因为量子场论+平坦时空的描述下是适用的。这时，如果这两个平板很大（在实验室里通常都很小，可以认为是足够好的局域化或者平坦化了），那意味着我们不能再作这样的要求，我们只能在有限点处让参考点移到零，这样在广义相对论框架下，Casimir效应的问题就突显出来，这是问题的一方面；而另一方面我们知道其实我们以前的计算只包含了对零静止质量的光子的统计，没有计算别的Boson或甚至Fermion的计算！我们已经知道Boson的真空涨落将贡献吸引力，这前几年有了严格计算的文章了，我们也知道Fermion的涨落贡献的将是斥力！这也有了严格计算的，那么为什么最终还是正的吸引力且用电磁场的涨落就够了呢？一个可能的解释是其它的带质量的虚粒子的产生过程的概率没那么高，它们中被激发向高能的粒子的概率更低了，所以这样的结果使得最终有了正的效果。还有些超对称的解释，是说在足够高的能标下会出现Fermion partner之类的东西来抵消斥力等。
好的，现在我们知道我们无法全局的规定那个非常大的能量处处为零，这本来是令人难堪的，可我们还算有些高兴的是，我们知道必需有一个截断在Planck尺度，这样我们没有了弯曲时空中无处不在的无穷大，可是我们还是得小心，我们得要进行恰当的计算来看看这里到底有多少的能量。从这篇【原创】外二篇：Planck尺度与Planck能标我们得到了Planck尺度及能量，这样们可以得到真空的能量密度约为：10^(121)GeV/m^3，即大概在每一立方的空间里压入了相当于10^104吨的TNT的能量！那我们如何来对实际的真空能量密度进行估算呢？我们知道在空的且足够平坦的空间里，电磁场的零点真空能可以看作是均匀的。这样的结论同样适用于自然界其它场的零真空能。那么问题就是这样能量分布将怎样的可观测的引力效应呢？考虑一个简单例子：
我们可以来考察在我们太阳系之外所有的这类涨落的贡献总和所产生引力对太阳系最外围的行星的运动的影响，比如冥王星（三年前已被开除了太阳系行星籍，可怜的冥王星）的异常轨道运动。注意，目前观测的结果是，宇宙在大尺度上似乎是足够的平坦，所有这样的估计还是有价值的，最后综合的数据的结果是，真空的能量密度小于10^(14)GeV/m^3!实验观察到的和理论预言的达到了107个数量级上的差别，这是物理学历史上最大的实验与理论不相符的数据！如果我们把这个类比于是100多年前的黑体的紫外辐射灾难，那么我们现在的这个结果可以称作为“真空灾难”。100多年前黑体的紫外辐射灾难导致了Planck在物理学里引进了最终以他名字命名的常数——Planck constant.那这个“真空灾难”又会最终把我们引向何方呢？二十世纪末期及二十一世纪初期的几个实验表明了真空零点能和宇宙常数是联系起来的并最终和“暗能量”联系起来，这样就有了更好的对我们宇宙真空零点能的估算，而观测的结果表明了，真空零点能（假设全为“暗能量”）占了“可知”的能量密度的70%，然而，这仍然相对于基于现有的理论所作的估算仍然是过于小的一个数值。
PS：从Casirmir效应一直到近代物理学的边界，等于是把以前自己学到的部分的知识稍稍疏理了遍。我们现有地面或者太空中正要建的实验室不能达到那个超高的Planck能标，所以其实现有的所有估算及理论都是有些虚幻的。宇宙学中种种的观测证据其实也是得加以实际区分的，比如05年观测到的“加速膨胀”，现在又有了别的说法，今年，现在在加州就有一个华裔理论物理学提出了一个不同的看法，认为那其实只是错觉，基于的理由是最近一两年来的隐身衣技术的突破！（注意，这是真正的隐身衣，不是科幻，也不是飞机什么用于躲开雷达的隐身涂料）光线既然在一些特殊的metamaterial里面会弯曲前进，那我们在05年所看到的过量的红移会不会本身就是一种错觉，只是因为光弯弯曲曲的走过了某一段路径（比如特殊的结构）让我们错认为宇宙在加速膨胀呢。所以，很多对宇宙的超远时代(或超远距离)的观测都不能作为直接证据的，我们需要的是在我们实验室里真正达到或者接近Planck能标，那才有简单直接的意义。当然这一切并不妨碍我们做物理的人展开想象力，纵横驰骋的猜测可能的新的自然规律。
Casimir效应篇完。过几个月看有没有空写写多体里面正在发生的有趣的事。
关键词(Tags): #Casimir效应，#真空灾难，
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 争论还没有结束 家园 Casimir piston老兄有没有了解？ 说到高能去了，一般讲Casimir力历史的都不往这个方向讲，您这么一说挺开眼的。
第二段挺有意思。
最近搞Casimir力理论的有个热点是，如果做成一个活塞样子的结构（三维封闭体），Casimir力对那个活动的活塞是排斥还是吸引。我看理论上有些争鸣，而且讨论各种维度啊，Boson啊什么的都来了。witten1兄有没有啥评点？
家园 可能让你失望了 我上一次接触Casimir方面的文献是在三四年前，当时很好奇就看了了当时的一些文献——主要是关于纳米球，纳米管，及另的纳米器件的Casimir效应的讨论，还有一些理论方面的关于N-vector boson场以及Fermion场的Casimir力的计算，也就仅限于当时了，所以我现在不能给出啥评点了，因为最新的相关方面文献都没看了。不过sitan兄说的这个“Casimir piston”挺好玩的（能否给个好的综述性的文献链接?），我倒是可以建议我师弟去里面凑凑热闹。
- 复 可能让你失望了
家园 好像还没到有综述的时候，google都能看到 好像还没到有综述的时候。我感觉主流意见是只考虑光子的情况还是吸引力，不过有些特殊边界下有些不同。现在不少加了一些其他维度，和各种粒子的情况。我不太明白其他粒子的效应为什么没有相关实验，是力太小了么？
两年前可能还没实验上用纳米器件验证的吧，其实都是微米大小的器件，微米球、微米板，呵呵。至于为什么要用球，完全是因为要搞两个“平行”的板实在太难了。也就器件之间间距到了几百纳米。其实纳米尺度上如果结构特殊，会有新现象，我们最近有篇文章就是讲这个的。
看着piston那些理论文章，觉得离实验实在太远。不过现在只考虑电磁场的Casimir理论上发展很快，Emig这两年有个paper可以解析解任何封闭结构的Casimir力，计算上Harvard也有个group有些突破进展。
家园 进展很快啊！ 居然已经有可以解析解任何封闭结构的Casimir力了。当年我导师也是想让我来处理对于任意边界下的Casimir力（电磁场的），可是可能当时觉得自己实力不够所以没有往前做。我去瞅瞅Emig都干了什么了。
家园 推荐几本量子力学书吧 俺是搞凝聚态实验的，量子力学似懂非懂，倒也不影响混饭吃，不过感觉愧对物理名号。现在常翻的只有朗道的那本。老兄请在推几本。
家园 蒲兄谦虚了 能读通朗道的任何一卷都是对自己物理修养的很好的训练。严格的说我只读两卷半，量子力学可能我是过关了，还有就是经典场论一卷可能也算是读通（因为是上课的教材，哈哈），还有就是统计物理卷则只看了一半，现在科研重，有时候也不很难静下心下来再认真读也是原因吧。
量子力学看Landau的书差不多够了。Feynman和Dirac的也都写得很好。一些近来写的书也可以翻翻，因为会反应新的实验进展。
家园 小问题 冥王星被开除的不是太阳系系籍,那个开不掉的...开的是行星籍,时间也不是去年,是三年前吧.时间过得真快啊...
还有它也没啥可怜的,本来就是混进来的,我看它不顺眼很久了...另外,我承认Casimir效应(2)：本质及经典类比我好像当时看懂了,现在回去又不懂了...以后的几篇,我一篇都没看懂...
现在的理论物理前沿的东西和其所需要的数学工具,果然已经超过一般人的知识范畴了...