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 в момента, в който 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.