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真的可以实现穿墙术吗?

科普小知识2022-10-22 21:35:57
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目前,在人类认知范围内,还没有在其他星球上发现所谓的“外星人”。《异形》不仅是科幻小说的素材,也是深受观众欢迎的科幻电影的题材。不管是科幻电影还是科幻电影,外星人展示的是他们拥有高度的文明,掌握极其先进的技术,能够做从天堂到地球的一切事情。外星人不仅能下到地面,而且穿墙技术也是一流的。那么,作为一个只有血肉的人,所谓的穿墙技术能实现吗?

乍一看,人类是不可能穿墙的,而现有的现实也表明,穿墙似乎是不可能的。人类真的不可能穿墙吗?即使人类不穿墙,微小的粒子也不能穿墙吗?

真的可以实现穿墙术吗?

在物理学中,我们经常把牛顿力学称为经典力学,把相对论和量子力学称为现代物理学。牛顿力学适用于宏观和低速世界,而相对论和量子力学分别适用于高速和微观世界。因为我们现在处于宏观低速环境,我们无法穿墙是正常的,必须用量子力学来解释。

在量子力学中,由于微观粒子的波粒二象性,存在一种称为“隧道效应”的物理效应:能量为e的粒子被射向前方能量大于e的势垒,粒子有可能穿过势垒。然而,这个屏障有点类似于宏观世界的墙,所以微观粒子很容易“穿墙而过”。

真的可以实现穿墙术吗?

在经典力学中,老虎或石头不能毫发无损地穿透墙壁,而量子力学提供了这种可能性。

那么,为什么我们不能在宏观世界中观察到这种“穿墙”的神奇现象呢?因为任何障碍物都有一定的透射系数,所以透射系数对障碍物的宽度、物体的质量以及障碍物和物体之间的能量差非常敏感。简而言之,随着物体的质量和屏障宽度的增加,透射系数将呈指数下降,因此宏观物体(例如人)想要穿过墙壁的概率趋于无限小。

作为微观粒子穿墙技术的一个实施例,如果我们假设质量为1.67×10-27的质子的能量比势垒低1eV,势垒的宽度是2埃,d是透射系数,D0是常数,U(X)是势垒能量,e是粒子的能量,a和b分别是积分区间的下限和上限,那么b-a是积分区间的宽度, h是普朗克常数,根据势垒穿透公式-3的计算,质子通过势垒的能量比自身多1电子伏的概率约为-4