Віртуальні частки - студопедія

Однією з особливостей вакууму є наявність в ньому полів з енергією, що дорівнює нулю і без реальних частинок. Це електромагнітне поле без фотонів, це півонія поле без пі-мезонів, електронно-позитронне поле без електронів і позитронів.

Але раз є поле, то воно повинно коливатися. Такі коливання у вакуумі часто називають нульовими тому, що там немає частинок. Дивовижна річ; коливання поля неможливі без руху частинок, але в даному випадку коливання є, а частинок немає! Як це можна пояснити? Фізики вважають, що при коливаннях народжуються і зникають кванти. Коливається електромагнітне поле - народжуються і пропадають фотони, коливається півонії поле - з'являються і зникають пі-мезони і т, д. Фізика зуміла знайти компроміс між присутністю і відсутністю частинок у вакуумі. Компроміс такий: частинки народжуються при нульових коливаннях, живуть дуже недовго і зникають, Однак, виходить, що частки, народжуючись з "нічого" і набуваючи при цьому масу і енергію, порушують тим самим невблаганний закон збереження маси і енергії. Тут вся суть в том "терміні життя", який відпущений часткам: він настільки короткий, що "порушення" законів можна лише обчислити теоретично, але експериментально це спостерігати не можна. Народилася частка з "нічого" і тут же померла. Наприклад, час "життя" миттєвого електрона, приблизно, 10 -21 секунди, а миттєвого нейтрона 10 -24 секунди. Звичайний же вільний нейтрон живе хвилини, а в складі атомного ядра навіть невизначено довго, як і електрон, якщо його не чіпати.

Тому частинки, які живуть так мало, що цього в кожному конкретному випадку і помітити не можна, назвали, на відміну від звичайних, реальних, - віртуальними, В точному перекладі з латині - можливими. Але вважати, що дані частки тільки можливі, а па насправді їх немає - не так. Ці "можливі" частки в вакуумі цілком реально впливають, як це спостерігається в точних експериментах, на цілком реальні освіти з безумовно реальних частинок і навіть на мікроскопічні тіла (69, с. 67). І якщо окрему віртуальну частку фізика виявити не може, то сумарне їх вплив на звичайні частинки фіксується відмінно.

Спостерігати вплив вакуумних віртуальних частинок виявилося можливо не тільки в дослідах, де вивчаються взаємодії елементарних частинок, але і в експерименті з макротеламі- Дві пластини, поміщені у вакуум і наближені один до одного, під ударами віртуальних частинок починають притягуватися. Цей факт був відкритий в 1965 році голландським теоретиком і експериментатором Гендрік Казимиром.

По суті, абсолютно все реакції, все взаємодії між реальними елементарними частинками відбуваються при неодмінному участі вакуумного віртуального фону, на який елементарні частинки, в свою чергу, теж впливають.

Виявилося також, що віртуальні частинки виникають не тільки в вакуумі. Їх породжують і звичайні частинки. Електрони, наприклад, постійно випускають і тут же поглинають віртуальні фотони.