介质中的光速阈限:切伦科夫辐射作为带电粒子的电磁冲击波
一座运行中的核反应堆,堆芯浸没在数米深的水池里。水是透明的,按理说应该什么都看不见。然而,一台水下摄像机却能记录到一种幽邃的蓝辉,从堆芯方向源源不断地弥散开来。这种光不是荧光,也不是磷光——20世纪30年代之前,人们曾长期这样误认它。它的真...
一座运行中的核反应堆,堆芯浸没在数米深的水池里。水是透明的,按理说应该什么都看不见。然而,一台水下摄像机却能记录到一种幽邃的蓝辉,从堆芯方向源源不断地弥散开来。这种光不是荧光,也不是磷光——20世纪30年代之前,人们曾长期这样误认它。它的真...
凌晨三点,射电噪声里划过一串窄带信号,它可能是外星文明,也可能来自微波炉。本文用菜市场找口哨的类比,讲清SETI在找什么、听了多久,以及宇宙安静为何不等于没人。
一次高能宇宙线撞入大气层顶,不会留下一个孤立的“撞击点”。它触发的是一个在微秒之内自我复制、向外扩张、最终又自行消散的粒子级联系统。这个系统的尺度可以横跨数公里,参与粒子数以百亿计,而整个过程的“快门时间”只有数纳秒。这就是广延大气簇射(E...
在超高能宇宙线的语汇里,“GZK截断”是一个被反复使用、却很容易被字面意思带偏的名字。它听起来像一堵墙:能量超过某个数值,粒子就撞上去,通量戛然而止。真实图像要温和得多,也复杂得多。1966年,Greisen 以及 Zatsepin 与 K...
普朗克长度常被当作时空的最小颗粒,但它其实是 ħ、G、c 组合出的自然单位。从普朗克1899年的论文到费米望远镜对光速色散的约束,本文分清哪些是观测、哪些只是理论自洽的要求。
宇宙线能谱是一条看起来相当“节省”的曲线:从大约 (10^9) eV 到超过 (10^{20}) eV,粒子数目随能量升高而下降,整体上可以用一条负幂律粗略描述,幂指数约为 (-2.7)。但这条曲线真正承载物理信息的地方,恰恰不在“幂律”本...
如果只瞥一眼宇宙线到达方向的天空图,你很可能会得出一个近乎“平淡”的结论:来自四面八方的粒子通量几乎一样。这种高度各向同性,正是宇宙线研究中最基本也最顽固的印象之一。银河系内湍动的磁场像一双看不见的手,把带电粒子的方向信息反复揉搓,以至于抵...
戴森群常被当作技术文明的标志性目标,但现有候选体多为红外超与背景污染简并。本文从戴森1960年短文、IRAS上限到2024年7个候选,讨论证据等级与搜索边界。
开篇:一个持续数十年的“形状”之谜 如果只看结论,福布什下降似乎并不复杂:来自银河系的宇宙线,在地球附近突然变少了,过一阵子又慢慢回来。但真正让这个现象在八十多年里始终占据宇宙线物理学一席之地的,不是“变少”本身,而是它变少的方式——下降往...
一个能量为几百兆电子伏的质子,从银河系深处出发,奔向地球。在进入日球层之前,它的能谱遵循一条平滑的幂律;抵达地球附近时,这条幂律却在低能端被“削”去了一截。削去这一截的,不是星际介质,也不是地球大气,而是太阳——准确地说,是太阳吹出的磁化等...