Виртуална частица

Виртуална частица във физиката е частица, която съществува за кратко време, при която енергията и импулса не са свързани по познатия ни начин. При виртуалните частици се наблюдават същите закони за запазване като при реалните.

По дефиниция, виртуалните частици не могат да бъдат наблюдавани, понеже когато бъдат уловени, се превръщат в реални. Тоест не може да я регистрираме но може да усетим нейното въздействие. Пример за такава частица е гравитона.

Необходимостта от виртуални частици възниква в Квантовата теория на полето, където взаимодействията между реалните частици се описват като обмен на виртуални частици.

Всеки процес, в който са въвлечени виртуални частици, може да бъде описан схематично с Диаграми на Файнман, което улеснява пресмятанията.

Виртуалните частици не се подчиняват на уравнението $m^{2}c^{4}=E^{2}-p^{2}c^{2}$, в частност могат да имат отрицателна кинетична енергия. С увеличаване на времевия и пространствен интервал, амплитудата на вероятността за тяхното съществуване клони към нула, което обяснява и бързата след появяването им анихилация. Тяхното съществуване може да се разглежда и като проява на тунелния преход.

За обяснението на голям брой явления са необходими виртуални частици:

• Кулоновата сила представлява обмен на виртуални фотони между два заряда. В триизмерното пространство от това следва, че силата намалява с квадрата на разстоянието между зарядите;

• Силното ядрено взаимодействие представлява обмен на виртуални глуони. Това е причината атомните ядра да са стабилни, въпреки че протоните следва да се отблъскват понеже са с еднакви заряди;

• Слабото ядрено взаимодействие е резултат от обмена на виртуални W бозони;

• Ефект на Казимир;

• Силите на ван дер Ваалс, които отчасти се дължат на ефекта на Казимир;

• Хокинговото лъчение.

Източници

Тази статия е съкратено и преведено копие от оригиналната статия [1]. Оригиналът, както и преводът, са защитени от лиценза за свободна документация GNU.