В современной физике фотон — это элементарная частица, квант электромагнитного поля, который переносит электромагнитное взаимодействие. В теории возникает вопрос, можно ли создать фотон 'из ничего', например, из вакуума.
Возникновение фотонов из вакуума
В квантовой электродинамике (КЭД) и некоторым классам квантовой теории поля вакуум не является пустым пространством. На микроскопическом уровне существует так называемое «вакуумное состояние», характеризующееся наличием виртуальных частиц, включая фотоны. Эти частицы существуют в соответствии с принципом неопределённости Гейзенберга на очень короткие сроки и могут вести себя как реальные частицы при определённых условиях.
Казимирский эффект
Также стоит упомянуть эффект Казимира, который демонстрирует, что в вакууме между двумя очень близко расположенными пластинами возникает сила, обусловленная виртуальными фотонами. Этот эффект подтверждает теоретические представления о вакуумных флуктуациях.
Явление аннигиляции и рождения частиц
В среде квантовой физики фотоны могут возникать в результате процессов аннигиляции и рождения пар частиц-антипар, хотя здесь вакуумный фон лишь одно из составляющих.
Таким образом, нишу для фотоны предоставляют квантовые флуктуации, подтверждаемые через эффекты вроде казимирского. Это демонстрирует, что вакуум в физическом смысле не является совершенно пустым пространством.
Категория: Физика
Теги: квантовая механика, квантовая электродинамика, фотон