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在量子的世界里,除了光量子还有什么量子?

施郁

(复旦大学物理学系)

当量子力学与狭义相对论相结合,就导致了相对论量子场论。在相对论量子场论的框架中,每一种粒子都是某个量子场的激发,可以叫做这个量子场的量子。 比如,光量子就是电磁场的激发。电子就是电子场的激发,如此等等。

甚而至于,在非相对论的多体系统中,也可以用量子场论描述,虽然这里不需要相对论。从这个角度,就出现了衍生粒子。比如,固体由很多原子组成,描述这些原子的振动,就会发现,所有原子的振动也有量子,就像粒子一样,叫做声子。你如果把固体拆开,只能找到原子,而找不到声子。它们是描述所有原子作为整体在最低能量态附近的激发。这叫做层展现象,只是在高层次的运动中出现。声子这样的多体系统的低能激发也是量子。 前一阵引起不少注意的所谓天使粒子,即马约拉纳费米子就是一种衍生粒子,也是量子。

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