是的,相锁材料可以被做得极其微小,但它存在一个明确的物理尺寸下限。
以前提到过,一块相锁材料并非简单的粒子堆砌,其本质是内部所有物质被一个宏观量子相干态,即一个非零的序参量场所“锁住”。
这种“相干性”需要一定的空间尺度来建立和维持。
如果体积过小,三个物理效应会共同作用,摧毁其稳定性,因此基于这三个物理效应强度,可以定义出相锁材料的最小尺寸——相干临界半径(herencecriticalRadi)。
第一个效应是量子涨落。
根据海森堡不确定性原理,在极小的时间尺度内,真空中的能量会发生随机的涨落。
对于一块宏观的相锁材料,其巨大的总结合能可以轻易“无视”这些微小的能量噪音。
但当相锁材料的尺寸小到一定程度,其总结合能也会相应减小。
同时在一个极小的空间内,能量涨落的幅度会变得非常剧烈。
当这个空间小到其内部的能量涨落幅度,足以媲美甚至超过其自身的总结合能时,一次随机的量子涨落就可能将序参量场从稳定的“山谷”踢回到不稳定的“山顶”,导致整个微粒瞬间“失相”并衰变成普通粒子。
第二个效应是相干长度的限制。
在任何相变系统中都存在一个“相干长度”,它代表了系统序参量能够保持相位一致性的特征距离。
无法在一个小于相干长度的空间内建立起稳定的相干态。
一块稳定的相锁材料,其最小尺寸必须大于这个相干长度,否则序参量场无法在内部“自洽”地形成一个稳定的结构。
就像你无法用一个字母来表达一个完整的单词,必须要有一个最小的字母序列“意义”才能涌现。
而相锁材料的序参量场本身也有一个内在相干长度,其大小与场论参数有关。
第三个效应是表面张力。
相锁材料的表面是“新真空”与“旧真空”的交界面,这个“相边界”本身储存着巨大的能量,表现为一种“表面张力”。
这种表面能,正比于半径的平方,会试图让微粒收缩。
而维持相锁材料稳定的结合能则来自于其体积,正比于半径的立方。
当半径变得极小时,表面张力的负面效应会比体积结合能的正面效应下降得慢。
当半径小于某个临界值时,表面张力将压过体积结合能,导致整个微粒像一个过小的肥皂泡一样,因表面张力过大而自行崩溃。
根据白牧辰的计算,自己掌握的相锁材料谱系中,这个相干临界半径的数量级大约在10至100飞米之间。