我们怎么知道世界上有暗物质|No.27

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我们怎么知道世界上有暗物质|No.27

原创 2016-10-07 sym 中科院物理所

我发现了

国庆永远过得比平时快

难道是因为坐了高铁？

（心中飘过“你到底在说啥？”的同学，请猛戳上一期）

一定要有水才会有生命吗？难道不能有以其他资源为基础的生命？并且生命一定要在像宜居带上吗？

生命在于质疑

这个问题很大，以目前的知识来看，我们没有答案。一方面我们还没有发现任何不含水的生命，但另一方面，也没有任何证据表明生命一定非要含水不可。

不过至少我能讲讲人类在寻找外星生命时总是先找水的理由。因为水作为地球生命的载体，是有着很多得天独厚的优点的。

第一，要维持生命，溶剂是至关重要的。有了溶剂，生物才可能发生新陈代谢，才可能吸收营养和排除废料。而比起其它溶剂，水是一种相当容易形成的分子，它的化学结构简单，只由氢和氧组成，分别是宇宙含量第一和第三的元素。

第二，水的溶沸点分别为0摄氏度和100摄氏度，这个温度区间恰好是大多数有机分子可以参与反应而又不至于结构被破坏的温度区间。是有机分子发生反应的理想环境。

第三，水有着反常的高比热容，要蒸发一公斤的水需要消耗接近600千卡的热量！这使得以水作为载体的生命对外界温度的变化有着更强的抵抗能力。

第四，水有着很大的表面张力（室温下只输给水银），这可以极大的帮助有机分子聚集，帮助生命的演化。

第五......

暂时想到这么多...

热空气比冷空气要轻，所以热空气会上升，所以在屋子里这样一个密闭的空间中，上面比较热；大气层也是一个密闭的空间，同样热空气上升，但为什么“高处不胜寒”，越高的地方反而越冷？

卡卡西

越高的地方越冷其实不太严谨。大气温度的真实分布如图：

我们从下往上说，在最接近地面的对流层。它的气温随高度增加而下降。这是因为大气没有办法直接吸收绝大多数太阳光的热量。太阳光的热量直接传递给地面，然后地面再通过热接触和热对流加热地表附近的大气。因此离地面越远的大气温度自然越低。

到了平流层，趋势突然逆转，气温随高度升高而变高。这是因为这一高度的大气中含有臭氧，而臭氧会吸收掉太阳中的紫外线，从而产生热量。

超过50公里后就开始进入中气层，此层大气逐渐稀薄，层中的臭氧也越来越少，因此气温又逐渐下降。

再往外，80公里之后就到达了增温层，此层的空气极度稀薄，并受着太阳紫外线和宇宙高能射线的持续轰击，层中含有大量被电离的离子，因此温度骤升。

我们是怎么知道这个世界有反物质的？

追逐星空的梦想家

理论上预言是从1928年狄拉克提出他的狄拉克方程开始的。（比较受公认的）第一次在实验室观测到的反物质——正电子是由加州理工大学的Carl David Anderson在1932年完成的。他因为这个得了36年的诺贝尔物理学奖。现在，反物质已经随处可见了。比如医院的PET，就是利用了正电子来检测疾病呢。

我问过雪既然是晶体对日光产生折射，为什么不是彩色的。有人回答因为来自四面八方的光综合掉了。现在想问的是如果在黑屋里透一道光进来照到雪上，那看起来是不是彩色的呢？南方的同学表示没见过雪，有人做过这个实验吗？

谁打幺幺零跟谁急

没见过雪见过雾撒，它也是白色的。它的原理和雪是差不多的。如果你用显微镜单独盯着雪的一粒雪花或者雾的一粒小水滴看，它们都是有折射和色散的。但是一大堆雪花和一大堆小水滴，由于它们折射方向完全随机，最后全部叠加成白色了。

对于粒子自旋为什么会有自旋为二分之一的粒子？？能举一个粒子自旋360°但不和原来一样的例子么。。

这1/2自旋需要转两圈才能复原的原因是描述1/2自旋对称性的SU(2)群与描述三维旋转的SO(3)群之间的同态映射是二对一的。换句话说，在SO(3)群的群空间上转一圈的连续变换只相当于在SU(2)群上转了半圈。在SU(2)群上转一圈就相当于在SO(3)群上转了两圈。因此在三维空间中一个自旋1/2的粒子需要转两圈才会恢复成跟原来一样的状态。

不过。。。

我知道上面这个不是你真正想要的。你既然提出了这个问题。显然是因为你无法反驳上面的数学，但是你的常识又在告诉你，数学在扯犊子。。。所以，最好的办法是给你一个看得见，摸得着，真的需要转两圈才能恢复原状的东西。让你舒服一下。

而小编我这里恰好有个这样的东西~

手掌朝上随便拖一个东西，苹果，手机，或者一杯水，像这样：

然后将手掌绕着竖直方向慢慢旋转，在旋转过程中要一直保持手掌朝上。

然后你就会发现（如果胳膊还没扭断的话），这个姿势要转720°才会复原哦~

（PS：这跟自旋的原理没有任何关系，只是一个演示，最早似乎是狄拉克在一次演讲中提到，记不清楚了。）

在量子力学中，矩阵对角化有什么意义呢？其非对角矩阵元非0意味着什么？

无聊的猫

在量子力学中，只要选择一组线性无关且完备的量子态作为基，任何可观测力学量都能够写成一个矩阵。作为基的量子态选得不同，可观测力学量对应的矩阵就不同。所以同样一个可观测力学量就可以对应到很多个矩阵上。

这些矩阵的矩阵元表示的是这个可观测力学量把一个量子态变为另一个量子态的概率幅。（比如第i行第j列的矩阵元就表示把第j个量子态变为第i个量子态的概率幅。）

那么非对角矩阵元非0就意味着这个可观测力学量可以将当前作为基的一个量子态变为另一个量子态。就意味着该算符作用到这样的量子态上就有可能改变系统的量子态。对系统带来扰动。