UCSB Science Line

Svar 1:

Jeg er ikke sikker på, om andre forskere ville svare på dette spørgsmål på samme måde som jeg, men jeg tror, at det er et meget filosofisk spørgsmål, der afhænger af, hvad man forstår ved stof.

Hvis du spørger, om lys bærer energi og impuls, er svaret helt klart ja. Men måske mener du: er lys en partikel?
Kvantemekanikken gør dette spørgsmål lidt uklart: alt, herunder lys, er i kvantemekanikken både en partikel og en bølge (det er i virkeligheden et bestemt noget, der både har bølgelignende og partikellignende egenskaber).

Så hvis du mener, at stof er noget, der består af partikler, er alt enten stof eller ikke stof, afhængigt af hvordan du ser på det. Jeg mener faktisk, at det er den forkerte måde at se på det på.Det, du egentlig gerne vil vide, er: Har lys egenskaber, som andre former for partikler ikke har? Svaret er ja. De fleste af de partikler, der udgør alt det, vi traditionelt kalder stof, kaldes “fermioner”. Ting som f.eks. fotoner kaldes “bosoner”. Der er mange egenskaber, som fermioner og bosoner ikke deler – en af dem er, at to fermioner ikke kan eksistere i nøjagtig den samme tilstand, mens to bosoner derimod kan eksistere i den samme tilstand. Selv om der findes sammensatte partikler, der består af mindre fermioner, som opfører sig som bosoner, opfører de fundamentale partikler, der er bosoner – vi tror i hvert fald, at de er fundamentale – sig anderledes end de fundamentale partikler, der er fermioner.

For at gøre en lang historie kort, er disse forskelle i egenskaber ansvarlige for den måde, hvorpå disse partikler manifesterer sig på store skalaer i hverdagsverdenen, hvor kvantemekanikken ikke er vigtig. En boson fremstår som en slags felt eller bølge og kan være direkte forbundet med en af de fire kræfter (elektromagnetisme, tyngdekraft, den stærke kraft og den svage kraft), mens fermioner danner individuelle partikler som f.eks. atomer.

Så der er bestemt en mening, hvor lys er meget, meget anderledes end elektroner eller protoner. Jeg er dog ikke sikker på, om jeg vil kalde lys for stof eller ej. Det kan i hvert fald gøre nogle af de ting, som man tror, at kun traditionelt stof kan gøre – f.eks. at bære momentum og overføre det i en kollision. Men det har helt sikkert nogle egenskaber, der er fundamentalt anderledes end de ting, der udgør traditionelt stof (ting, der er lavet af atomer).

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.