量子力学中的虚粒子真的存在吗？—J. Fleming，威斯康星州麦迪逊
密歇根大学安阿伯分校密歇根理论物理中心主任戈登·凯恩解答
虚粒子确实是真实存在的——它们具有可观测效应，物理学家已经设计出测量方法。量子理论预测，每个粒子都会以所有可能的方式，花一些时间以其他粒子的组合形式存在。量子力学允许，甚至要求暂时违反能量守恒定律。因此，一个粒子可以变成一对更重的“虚”粒子，然后迅速重新结合成原始粒子，就好像它们从未存在过一样。
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虽然虚粒子短暂地成为我们世界的一部分，但它们可以与其他不那么奇异的粒子相互作用，研究人员可以研究这些相互作用，以测试关于虚粒子的预测。在氢原子中，光子（电磁辐射的基本粒子）将带负电的电子和带正电的质子结合在一起。每个光子都会花费一些时间变成一个虚电子加上它的反粒子，即虚正电子，如上所述。氢原子可以处于不止一种状态；在其中一种状态下，原子与虚电子和正电子的相互作用方式与另一种状态略有不同，因此量子理论预测，由于这些相互作用，这两种状态的性质（否则将是相同的）会略有不同。威利斯·兰姆在 1947 年测量到了这种差异，他后来因这项工作获得了诺贝尔物理学奖。
另一种现象涉及称为夸克的基本粒子——特别是“顶”夸克，六种夸克中最重的一种。在 20 世纪 90 年代早期，欧洲核子研究中心（CERN）产生了数百万个称为Z玻色子的粒子，并非常精确地测量了它们的质量。测得的值与粒子物理学标准模型明显预测的质量略有偏差，但如果这样的夸克具有一定的质量，那么 Z 花费在作为虚顶夸克的时间可以解释这种差异。几年后，在美国伊利诺伊州巴塔维亚的费米国家加速器实验室直接测得的顶夸克的质量与从欧洲核子研究中心分析中获得的质量一致，这为我们对虚粒子的理解提供了又一个戏剧性的证实。
当你减肥时，减掉的重量都去哪儿了？
哥伦比亚大学营养教育兼职副教授洛拉·A·斯波尼解释道
当你减肥时，消失的脂肪已经被分解成身体活动的可用燃料。
脂肪以化学形式存在，即甘油三酯——大致呈 E 形的大分子，甘油分子与三个脂肪酸链相连。当减少卡路里摄入或增加运动量时，脂肪细胞内的酶——激素敏感性脂肪酶会响应激素信息，将甘油三酯分解成其组成部分，然后这些部分滑入血液。肝脏优先吸收甘油和一些脂肪酸；肌肉吸收剩余部分。
在肌肉和肝细胞内，甘油三酯碎片被进一步分解，最终产生大量的称为乙酰辅酶 A 的化合物。在细胞的动力源——线粒体中，乙酰辅酶 A 与化合物草酰乙酸结合，形成柠檬酸。这种合成启动了柠檬酸循环或克雷布斯循环，这是一系列化学反应，可从脂肪、蛋白质和碳水化合物中产生可用能量。
这些线粒体活动产生许多产物和副产物：二氧化碳，通过肺部在呼气时排出；水，通过尿液或汗液排出；热量，有助于维持舒适的体温；以及携带能量的分子三磷酸腺苷 (ATP)。ATP 为细胞活动提供动力——移动肌肉、维持心脏每天 10 万多次的跳动、消化食物以及将营养物质加工成身体组织。
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