为什么21厘米如此重要

文章预览

在浩瀚的宇宙图景中，距离以光年衡量，而一个看似不起眼的 21厘米长度 却具有深远的意义。这个 由宇宙中最丰富的元素——中性氢——发出的特定波长 ，就像一个独特而强大的探测器，揭示着宇宙结构、演化以及大爆炸后那些神秘时期的秘密。21厘米谱线远非任意的长度，它是量子力学的一个基本结果，也是现代天体物理学的基石，因此赢得了宇宙“神奇长度”的称号。 21厘米谱线的故事始于最简单的原子：氢。一个处于基态的中性氢原子由一个质子和一个电子组成。这两个粒子都具有一种称为自旋的内在属性，可以将其视为微小的磁偶极矩。在基态下，质子和电子的自旋可以是相互平行的，也可以是相互反平行的。反平行构型代表着比平行构型能量略低的能态。这种微小的能量差，是 质子和电子磁偶极矩相互作用的结果，正是21厘米谱线的 ………………………………