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「趣眼天下」并且E＝mc2，那么质量从何处获取能量？，如果爱因斯坦是正确的( 二 )


但事情并不总是那么简单 。 如果您考虑电子的质量并尝试根据电子与希格斯场的耦合来解释它 ， 那么您100％会成功：因为希格斯对电子质量的贡献恰好提供了电子的质量 。
但是 ， 如果您试图以此来解释质子的质量 ， 通过将构成其的余量夸克和胶子相加起来 ， 好像就会得出结论 ， 但实际上 ， 您不会得到938MeV/c2的实际值 。
「趣眼天下」并且E＝mc2，那么质量从何处获取能量？，如果爱因斯坦是正确的
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由于质子（以及其他相关原子核）都是由夸克和胶子构成的 ， 并且构成了宇宙中正常（已知）物质的大部分 ， 因此必须有另一个贡献者来贡献质量包含的另一部分能量 。 就质子而言 ， 贡献者主要是强大的核力 。 与重力和电磁力不同 ， 两个夸克距离越远 ， 强量子核力（基于量子色动力学【3】和夸克和胶子的“颜色”特性【4】）就会越强 。
每个质子由三个夸克（两个上夸克与一个下夸克）组成 ， 原子核中的每个核子通过在这些夸克之间交换的胶子保持在一起：这是一种像弹簧一样的力 ， 随着夸克距离的增加 ， 它会变得更强 。 尽管质子是由点状粒子构成的 ， 但质子仍具有有限的大小 ， 这是因为该力的强度以及原子核内部粒子的电荷和耦合 。
「趣眼天下」并且E＝mc2，那么质量从何处获取能量？，如果爱因斯坦是正确的
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如果夸克能够以某种方式释放出来 ， 那么宇宙中的大部分质量都将被转换回能量：也就是说 ， E=MC2是可逆反应 。
在超高能量下 ， 例如在非常早期的宇宙中 ， 或在诸如RHIC或LHC的重离子对撞机中 ， 已经达到了这些条件 ， 从而形成了夸克胶子等离子体 。 但是 ， 一旦温度 ， 能量和密度降到足够低的值 ， 这些夸克就会重新受到约束 ， 这就是大多数正常物质质量的来源 。
换句话说 ， 拥有三个自由夸克 ， 即使希格斯场给予它们非零的静止质量 ， 在能量上也远不如将那些夸克束缚在一起形成质子和中子等复合粒子多 。 我们宇宙中已知质量（m）的大部分能量（E）来自强大的约束力 。
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所以 ， 我们以前学的仍然是正确的：能量总是可以从一种形式转换为另一种形式 。 但这是有代价的：将足够的能量泵入系统作为消除这种额外形式的能量的成本 。
对于前面的动能示例 ， 这意味着提高您的速度（作为观察者）或减小粒子的速度（相对于您 ， 观察者）直到匹配为止 ， 这两者都需要输入能量 。
对于其他形式的能量 ， 它可能更复杂 。 中性原子的质量比离子化原子小约0.0001％ ， 这是因为电子与原子核的电磁键合释放出约10eV的能量 。 由质量引起的空间变形产生的引力势能也起作用 。 甚至整个地球 ， 其质量也比组成它的原子少约0.00000004％ ， 因为我们世界的重力势能总计达2×10的32次方J 。
「趣眼天下」并且E＝mc2，那么质量从何处获取能量？，如果爱因斯坦是正确的
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【「趣眼天下」并且E＝mc2，那么质量从何处获取能量？，如果爱因斯坦是正确的】E=mc2告诉我们 ， 质量是一切物体都具有的固有的基本能量 ， 无法以任何方式将其消除 。 只有彻底破坏物体——通过使其与反物质碰撞（导致能量释放）或向其中注入足够的能量（仅对于复合粒子 ， 其基本成分保持完整） ， 我们才能将该质量转换回某种形式的能量 。
对于标准模型的基本粒子 ， 希格斯场及其与每个粒子的耦合提供了构成质量m的能量 。 但是 ， 对于宇宙中占大多数已知质量的粒子 ， 如质子 ， 中子和其他原子核而言 ， 强大的力产生的结合能使我们获得了大部分质量m 。
对于暗物质呢？尚无人知道 ， 但可能是希格斯场、某种形式的结合能之一或其他完全新颖的东西 。 但是 ， 无论原因是什么 ， 都为这种看不见的物质提供了能量 。 E=mc2也一定会保持正确 。


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