第202章 气凝钢与失相能级(2 / 2)
“与依赖粒子间直接相互作用的化学键不同,相锁键是一种由宏观序参量场在发生自发对称性破缺后,通过与标准模型粒子耦合,从而将物质锁定于一个全新且稳定的低能势阱中的有效力。”
“相锁物质的性质不仅取决于其组成,更取决于其所处的真空背景。前面提到过,相锁材料是在物质内部创造了一个非平凡真空。”
白牧辰调出了一系列复杂的物理公式,在全息屏幕上展示给众人。
“相锁材料系统的完整动力学由总拉格朗日量密度L_total描述,它由三部分构成:L_total=L_Φ+L_S+L_t”
“L_Φ是序参量场Φ自身的动力学项,L_S是标准模型的拉格朗日量,而L_t,也就是相互作用项,是相锁键物理学的核心,它描述了Φ场如何与标准模型耦合。”
“当Φ场经历自发对称性破缺,获得一个非零的真空期望值?Φ?≠0时,它会通过相互作用项L_t,为物质粒子凭空创造或修改一个全新的有效势能环境,将它们锁入其中。”
“材料的杨氏模量,也就是硬度,正比于这个势能阱底部的曲率,而材料的韧性则与从基态跃迁到无序态所需跨越的势垒高度相关。”
“相锁键的断裂是一种剧烈的相变过程,称之为失相级联。”
“当材料的局部区域因为承受了超过其阈值的冲击而失相,也就是Φ场重新归零时,会触发一个相变前沿向外高速传播。”
“这个过程由一个含时演化方程□Φ+Γ?_tΦ+V(Φ)=0描述,其解描述了一个拓扑缺陷,也就是相边界的失控扩展,这个过程伴随着相锁键总结合能的瞬间释放,最终将整块材料返祖为原始的无序组分。”
“也就是说……”在场众人大部分都一脸懵逼,只有格莉默这位有着工程学专长的科学家听懂了:“相锁材料只有完整这一种状态,只要注入的能量超过了相锁键的阈值,整块材料都会炸上天去?”
“嗯,相锁材料是一个宏观量子系统,是不可使用传统手段分割的整体,要么完好,要么彻底崩解,没有中间状态。”
安洁莉卡也理解了其中的关键:“所以只要局部受到一次高能量攻击,整块材料都会损坏?因为相锁材料局部等价整体?”
索隆则更关心那个阈值的具体数值:“那……需要多大的能量才能以点破面打坏这块材料?”
“这个能量被称为该材料的微观失相能级。”白牧辰给出了答案:“对于气凝钢来说,是4.7keV。”
“有点低了!”格莉默脱口而出:“这不就相当于普通x射线的能量吗?一次强烈的恒星耀斑都可能直接摧毁它!”
宇宙并非一片温和的真空,恰恰相反,它是一个充满了高能粒子横行的危险环境。
源自超新星爆发、活动星系核的宇宙射线,以及恒星风暴抛出的高能带电粒子,无时无刻不在以接近光速的速度穿行于星际空间。
一粒微不足道的质子,在经过漫长的加速后,其携带的动能都可能轻易地超过4.7keV这个看似微小的阈值。
这意味着,一块没有任何防护的气凝钢如果被直接暴露在深空之中,它将无时无刻不面临着被一粒偶然路过的高能粒子击中,并引发灾难性失相级联的风险,最终在瞬间化为一团炽热的等离子体云。
白牧辰坦然地承认了这一点:“确实如此,不过问题不大。”