UCSB Science Line

Svar 1:

Jag är inte säker på att andra forskare skulle svara på den här frågan på samma sätt som jag, men jag tror att det är en mycket filosofisk fråga som beror på vad man menar med materia.

Om du frågar om ljuset bär energi och rörelseförmåga är svaret definitivt ja. Men du kanske menar: är ljuset en partikel?
Kvantmekaniken gör den här frågan lite oklar: allting, inklusive ljuset, är enligt kvantmekaniken både en partikel och en våg (egentligen är det ett bestämt något som har både vågliknande och partikelliknande egenskaper).

Så om du anser att materia är något som består av partiklar, så är allting antingen materia eller inte, beroende på hur du ser på det. Vad du egentligen vill veta är: Har ljuset egenskaper som andra typer av partiklar inte har? Svaret är ja. De flesta av de partiklar som utgör allt som vi traditionellt kallar materia kallas ”fermioner”. Saker som fotoner kallas ”bosoner”. Det finns många egenskaper som fermioner och bosoner inte delar – en av dem är att två fermioner inte kan existera i exakt samma tillstånd.Två bosoner kan däremot existera i samma tillstånd. Även om det finns sammansatta partiklar som består av mindre fermioner som beter sig som bosoner, beter sig de grundläggande partiklarna som är bosoner – vi tror i alla fall att de är grundläggande – annorlunda än de grundläggande partiklarna som är fermioner.

För att göra en lång historia kort, så är det dessa skillnader i egenskaper som är orsaken till hur dessa partiklar manifesterar sig på stora skalor i den vardagliga världen, där kvantmekaniken inte är viktig. En boson uppträder som ett slags fält eller våg och kan kopplas direkt till någon av de fyra krafterna (elektromagnetism, gravitation, den starka kraften och den svaga kraften), medan fermioner bildar enskilda partiklar som t.ex. atomer.

Det finns alltså definitivt ett sätt på vilket ljuset är mycket, mycket annorlunda än elektroner eller protoner. Jag är dock inte säker på om jag skulle kalla ljus för materia eller ej. Det kan definitivt göra några av de saker som man tror att endast traditionell materia kan göra – som att bära momentum och överföra det i en kollision. Men den har säkert vissa egenskaper som är fundamentalt annorlunda än det som utgör traditionell materia (saker som består av atomer).

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.