En banbrytande hypotes inom partikelfysiken föreslår att fotoner – de ljuspartiklar som förmedlar elektromagnetisk kraft – kan ha fler kvanttillstånd än tidigare antaget. Om detta bekräftas skulle det kunna leda till en omarbetning av standardmodellen, den rådande teorin som beskriver universums grundläggande partiklar och krafter.(SlidePlayer, Store norske leksikon)
Vad är standardmodellen?
Standardmodellen är en teoretisk ram inom fysiken som beskriver de fundamentala partiklarna och de tre av de fyra kända fundamentala krafterna: elektromagnetism, svag kärnkraft och stark kärnkraft. Den fjärde kraften, gravitation, ingår inte i standardmodellen. Modellen har framgångsrikt förutsagt och förklarat många fenomen, men den är inte komplett och lämnar vissa observationer oförklarade.
Fotoner och deras egenskaper
I standardmodellen betraktas fotoner som masslösa partiklar med spinn 1, vilket innebär att de har två möjliga polarisationstillstånd: vänster- och högercirkulär polarisation. Dessa egenskaper är väl etablerade genom experiment och observationer.(Store norske leksikon)
Den nya hypotesen: Kontinuerliga spinnpartiklar
Den nya teorin föreslår att fotoner kan vara ”kontinuerliga spinnpartiklar” (CSP), vilket innebär att de kan ha ett oändligt antal polarisationstillstånd snarare än bara två. Denna idé utmanar den nuvarande förståelsen av fotoner och skulle kräva en revidering av kvantfältteorin och standardmodellen.
Experimentell testning med väteatomer
För att testa denna hypotes föreslår forskare experiment med väteatomer, vars energinivåer är extremt välkända och noggrant mätta. Genom att undersöka små avvikelser i dessa energinivåer kan man potentiellt upptäcka effekter som skulle stödja existensen av CSP.
Implicationer för fysiken
Om fotoner verkligen är CSP skulle det ha djupgående konsekvenser för vår förståelse av ljus och elektromagnetism. Det skulle kunna leda till nya teknologier inom optik och kommunikation samt ge insikter i andra områden som mörk materia och kvantgravitation.(LinkedIn)
Sammanfattning
En ny teori föreslår att fotoner kan ha ett oändligt antal polarisationstillstånd, vilket skulle utmana den nuvarande standardmodellen inom partikelfysik. Genom experiment med väteatomer hoppas forskare kunna testa denna hypotes, vilket kan leda till en djupare förståelse av universums fundamentala krafter och partiklar.(LinkedIn)
Källor
- ”Radical photon idea could rewrite standard model of particle physics”, New Scientist, 2025.
- ”Photon”, Wikipedia, 2025.
Kategorier
- Fysik: Artikeln behandlar grundläggande frågor inom partikelfysik och kvantfältteori.
- Rymden: Fotoner och deras egenskaper är centrala för förståelsen av elektromagnetisk strålning i universum.(SlidePlayer)
Extra taggar
- Partikelfysik: Diskussionen om fotoners spinn och polarisationstillstånd är en kärnfråga inom detta område.
- Kvantfältteori: Teorin om CSP kräver en omarbetning av befintliga kvantfältteorier.
- Teoretisk fysik: Hypotesen om CSP är en teoretisk utveckling som kan leda till nya förståelser inom fysiken.
