Віртуальная часьцінка

Віртуальная часьцінка — некаторы абстрактны аб'ект у квантавай тэорыі поля, які мае квантавыя лікі адной з рэальных элемэнтарных часьцінак (з масай $m$), для якога, аднак, не выконваецца звычайная сувязь паміж энэргіяй і імпульсам ($E^{2}\not =m^{2}c^{4}+p^{2}c^{2}$). Віртуальныя часьцінкі ня могуць «уляцець на бясконцасьць»; яны нараджаюцца і павінны пасьля ці паглынуцца якой-небудзь часьцінкай, ці проста распасца. Можна сказаць, што віртуальныя часьцінкі — гэта і ёсьць мэханізм, які ажыцьцяўляе узаемадзеяньне.

Віртуальнасьць часьцінкі характэрызуецца рэлятывісцкі-інварыянтнай велічынёй $Q^{2}=E^{2}-p^{2}c^{2}-m^{2}c^{4}$, прычым $Q^{2}$ можа быць як дадатнай, так і адмоўнай велічынёй. Вобласьць значэньняў E і p, пры якіх віртуальнасьць роўна нулю, называецца масавай паверхняй ці масавай абалонкай часьцінкі.

Хоць маса і энэргія віртуальных часьцінак не абмежаваны, іх існаваньне не парушае закон захаваньня энэргіі, так як час існаваньня віртуальных часьцінак абмежаваны прынцыпам неазначальнасьці:

$t<{\frac {\hbar }{E}}$,

такім чынам чым болей энэргія $E$ віртуальнае часьцінкі, тым меньшы час $t$ яна можа існаваць. Таму ў прыродзе могуць існаваць такія палі, як поле Хіггса і поле слабага ўзаемадзеяньня, хоць іх часьцінкі вельмі масіўны. Аднак, радыўс дзеяньня масіўных палей абмежаваны. А ў бязмасавых, такіх як электрамагнітнае і гравітацыйнае, час існаваньня віртуальных часьцінак, а, такім чынам, і радыўс дзеяньня, не абмежаваны.

Эфэкты, зьвязаныя з элемэнтарнымі часьцінкамі

Часта наяўнасьцю віртуальных часіцьнак тлумачацца наступныя эфэкты:

• Спантанная эмісыя фатона ў працэсе распада ўзбуджанага атама ці ядра; такі распад немагчым паводле законаў звычайнае квантавае фізыцы і патрабуе квантыфікацыі электрамагнітнага поля для тлумачэньня,
• Эфэкт Казіміра, які заключаецца ва ўзаемнам прыцягненьні ці адштурхоўваньні незараджаных немагнітных целаў пад дзеяньнем квантавых флуктуацый у вакуўме,
• Сіла Ван Дер Ваальса (van der Waals force), якая падобна на эфэкт Казіміра, толькі адбываецца паміж двума атамамі,
• Палярызацыя вакуўма, якая ўключае генэрацыю пары часьцінка-антычасьцінка ці «распад вакуўма», як, напрыклад, спантанная генэрацыя электрон-пазытроннае пары,
• Выпраменьваньне Хокінга, якое адбываецца ў моцным гравітацыйным полі, такім, напрыклад, як паблізу чорных дзірак.
• Выпраменьваньне Унру — эфэкт аналягічны выпраменьваньню Хокінга, але які назіраецца пры паскарэньні часьцінак.

Фізычны сэнс

Строга кажучы, віртуальныя часьцінкі — гэта ў большай ступені матэматычная зьява, чым фізычная рэальнасьць. Сапраўды, у квантавай тэорыі поля ў дакладных выразах для працэсаў узаемадзеяньня рэальных часьцінак ніякія віртуальныя часьцінкі не фігуруюць.

Шаблён:Phys-stub Шаблён:Rq