那些生活中的物理詞匯

楊鳳蘭

很多我們在生活中習(xí)以為常的詞匯，在物理學(xué)中常常演變出另一層含義。了解這些詞匯在生活中和物理學(xué)中的不同含義，有助于我們更好地理解艱深的物理學(xué)。

不確定性

當(dāng)一個人說起自己不確定某事的時候，這個人可能對即將到來的事情沒什么把握或者沒自信。但是對科學(xué)家來說，“不確定性”的意義可能正好相反。在做實驗的時候，科學(xué)家必不可少地要測量一些物理量的數(shù)值。實際上，即使沒有人為的干預(yù)，每一次測量都會有一定程度的誤差，實驗結(jié)果會自然地偏移真實數(shù)值，物理學(xué)中的不確定性指的就是這樣的誤差。只有當(dāng)科學(xué)家們用數(shù)學(xué)方法確定了不確定性之后，他們才能清楚了解到真實的實驗結(jié)果。

信號

提起信號這個詞，你可能會想起交通信號或者某種手勢。但在物理學(xué)中，信號指的是當(dāng)科學(xué)家試圖了解某個物理過程（如質(zhì)子衰變或暗物質(zhì)粒子的能量沉積）時所獲得的數(shù)據(jù)。像質(zhì)子衰變這樣的實驗，信號非常的稀有微弱，科學(xué)家需要花費很大力氣減少、消除干擾信號，并理解所需的信號。

噪音

當(dāng)我們聽音樂時，會非常討厭周圍噪音的存在。類似地，物理學(xué)家在尋找一種特定的信號時也不想聽到一堆噪聲?？茖W(xué)家在捕捉信號的同時，可以捕捉到一些無用的數(shù)據(jù)，這些無用的數(shù)據(jù)（干擾信號）就是噪聲。它可能來源于實驗周圍的環(huán)境，比如日常物質(zhì)的放射性衰變或宇宙射線與大氣的碰撞。為了使實驗有效，信號必須高于噪音，這樣科學(xué)家才能探測到它。

阻尼

如果你們家需要買新的家具，最好買帶阻尼的，帶有阻尼功能的鉸鏈具有緩沖功能，柜門會緩慢地關(guān)閉。阻尼說的是這樣一種特性：任何振動系統(tǒng)在振動中，由于力的衰減或能量耗散，振動幅度逐漸下降。在物理系統(tǒng)中，阻尼十分重要。在粒子加速器中，粒子會留下類似船劃過水面一樣的尾跡，使下一批粒子的通過變得困難。使用機械阻尼器可以減少尾跡，提高加速器的性能。

旋轉(zhuǎn)

物理學(xué)家會使用旋轉(zhuǎn)這個詞，來描述粒子的一種內(nèi)在性質(zhì)。只不過，粒子實際上并沒有真的在旋轉(zhuǎn)，粒子的自旋真正描述的是，從不同的方向看粒子是什么樣子的。一個自旋為0的粒子像一個圓點，從任何方向看都一樣。自旋為1的粒子像一個箭頭，從不同方向看是不同的。只有當(dāng)它轉(zhuǎn)過完全的一圈（360°）時，粒子才顯得是一樣。

粒子束

粒子束的英文是Beam，有橫梁和笑容的意思，但在物理學(xué)中，這個詞指的是由粒子加速器產(chǎn)生的一束粒子，它可以由電子、質(zhì)子、中子等多種不同的粒子組成。這些密集的粒子流可以被人為控制，可以在物理實驗中研究，也可以撞擊目標(biāo)產(chǎn)生其他種類的粒子流。

隧道

對物理學(xué)家來說，隧道并不是為了給道路騰出空間而挖的山洞。在物理學(xué)量子領(lǐng)域，量子隧道（隧穿）是一種現(xiàn)象，一個粒子可以穿過它通常無法穿過的屏障（如能量的限制），因為在量子領(lǐng)域，事物的行為和宏觀事物的行為完全不同。例如，在放射性衰變過程中，當(dāng)一個粒子逃離原子核時，就會發(fā)生量子隧穿現(xiàn)象。

光度

你可能認(rèn)為光度代表了某個物體發(fā)出了多少光。在天體物理學(xué)中，它的意思差不多，指的是天體（如恒星）在一定時間內(nèi)發(fā)出的能量。但光度在粒子物理領(lǐng)域還代表另一個意思：它描述了有多少粒子會通過某個點。例如，在粒子對撞機的中心，更高的光度意味著更多的粒子碰撞。

精華

精華指的是事物最精粹、最優(yōu)秀的部分，但你也可以在有關(guān)宇宙膨脹的物理論文中找到它?？茖W(xué)家認(rèn)為是暗能量推動了宇宙的膨脹，但仍不知道暗能量到底是什么。精華模型是科學(xué)家解讀暗能量的理論之一。根據(jù)該理論，一種名為“精華”的能量流體充滿了宇宙，精華因時間和地點而異，這種暗能量會隨著時間的推移而改變強度。

生命長度

通常生命長度指的是生物的壽命，但是對粒子來說，它的生命長度取決它衰變或轉(zhuǎn)化為其他（通常是更輕的）粒子所需的時間。那些迅速衰變的粒子，其生命不到1秒鐘，例如，希格斯玻色子只能存活大約1.6×10-22秒。不過，像質(zhì)子這樣的粒子非常長壽，科學(xué)家尚不知道它是否會衰變，如果不會，那么它們的壽命可能比迄今為止整個宇宙的歷史都長。