wd wp Пошук:
    ⬜

    Віртуальная часціца

    Віртуальная часціца — некаторы абстрактны аб’ект у квантавай тэорыі поля, які мае квантавыя лікі адной з рэальных элементарных часціц (з масай

    m

    {\displaystyle m}

    \{\displaystyle m\}), для якога, аднак, не выконваецца звычайная сувязь паміж энергіяй і імпульсам (

    E

    2

    ≠

    m

    2

    c

    4

    p

    2

    c

    2

    {\displaystyle E^{2}\not =m^{2}c^{4}+p^{2}c^{2}}

    \{\displaystyle E^\{2\}\not =m^\{2\}c^\{4\}+p^\{2\}c^\{2\}\}). Віртуальныя часціцы не могуць «адляцець на бесканечнасць»; яны нараджаюцца і павінны пасля ці паглынуцца якой-небудзь часціцай, ці проста распасціся. Можна сказаць, што віртуальныя часціцы — гэта і ёсць механізм, які ажыццяўляе ўзаемадзеянне.

    Віртуальнасць часціцы характарызуецца рэлятывісцкі-інварыянтнай велічынёй

    Q

    2

    =

    E

    2

    −

    p

    2

    c

    2

    −

    m

    2

    c

    4

    {\displaystyle Q^{2}=E^{2}-p^{2}c^{2}-m^{2}c^{4}}

    \{\displaystyle Q^\{2\}=E^\{2\}-p^\{2\}c^\{2\}-m^\{2\}c^\{4\}\}, прычым

    Q

    2

    {\displaystyle Q^{2}}

    \{\displaystyle Q^\{2\}\} можа быць як дадатнай, так і адмоўнай велічынёй. Вобласць значэнняў E і p, пры якіх віртуальнасць роўна нулю, называецца масавай паверхняй ці масавай абалонкай часціцы.

    Хоць маса і энергія віртуальных часціц не абмежаваныя, іх існаванне не парушае закон захавання энергіі, бо час існавання віртуальных часціц абмежаваны прынцыпам нявызначанасці:

    t <

    ℏ E

    ,

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

    \{\displaystyle t<\{\frac \{\hbar \}\{E\}\},\} такім чынам, чым большая энергія

    E

    {\displaystyle E}

    \{\displaystyle E\} віртуальнай часціцы, тым меншы час

    t

    {\displaystyle t}

    \{\displaystyle t\} яна можа існаваць. Таму ў прыродзе могуць існаваць такія палі, як поле Хігса і поле слабага ўзаемадзеяння, хоць іх часціцы вельмі масіўныя. Аднак, радыус дзеяння масіўных палёў абмежаваны. А ў бязмасавых, такіх як электрамагнітнае і гравітацыйнае, час існавання віртуальных часціц, а, такім чынам, і радыус дзеяння, не абмежаваны.

    Эфекты, звязаныя з элементарнымі часціцамі

    Часта наяўнасцю віртуальных часціц тлумачацца наступныя эфекты:

    Фізічны сэнс

    Строга кажучы, віртуальныя часціцы — гэта ў большай ступені матэматычная з’ява, чым фізічная рэальнасць. Сапраўды, у квантавай тэорыі поля ў дакладных выразах для працэсаў узаемадзеяння рэальных часціц ніякія віртуальныя часціцы не фігуруюць. Калі, аднак, паспрабаваць спрасціць дакладны выраз у рамках тэорыі абурэнняў, расклаўшы яго ў рад па канстанце ўзаемадзеяння (малому параметру тэорыі), то ўзнікае бесканечны набор складнікаў. Кожны з членаў гэтага рада выглядае так, нібыта ў працэсе ўзаемадзеяння ўтвараюцца і знікаюць аб’екты, якія маюць квантавыя лікі рэальных часціц. Аднак гэтыя аб’екты распаўсюджваюцца ў прасторы па закону, адрознаму ад рэальных часціц, і таму калі іх трактаваць як выпраменьванне і паглынанне часціцы, то трэба будзе прыняць, што для іх не выконваецца сувязь паміж энергіяй і імпульсам. Такім чынам, віртуальныя часціцы з’яўляюцца толькі тады, калі мы пэўным чынам спрашчаем зыходны выраз.

    Нягледзячы на некаторую фіктыўнасць тэрміна «віртуальная часціца», у многіх выпадках гэта даволі зручны спосаб апісання ўзаемадзеяння. У прыватнасці, грувасткасць вылічальных працэсаў рэзка падае, калі папярэдне скласці правілы нараджэння, знішчэння і распаўсюджання гэтых віртуальных часціц (правілы Фейнмана) і адлюстраваць працэс графічна, з дапамогай дыяграм Фейнмана.

    Часам, у мэтах нагляднасці, канцэпцыю «віртуальных часціц» тлумачаць інакш. А іменна, кажуць, што ў працэсе ўзаемадзеяння закон захавання энергіі выконваецца не строга, а з некаторай хібнасцю. Гэта не супярэчыць квантавай механіцы: згодна з суадносінамі неазначальнасцей, падзея, якая доўжыцца канечны прамежак часу, не дазваляе зафіксаваць энергію з дакладнасцю вышэй за некаторую граніцу. Груба кажучы, прамежкавыя часціцы «пазычаюць энергію» на некаторы невялікі час. У гэтым выпадку ў працэсе ўзаемадзеяння могуць нараджацца і знікаць звычайныя часціцы, толькі з невялікім парушэннем закона захавання энергіі.

    Спасылкі

    Тэмы гэтай старонкі (2):
    Катэгорыя·Фізіка элементарных часціц
    Катэгорыя·Квантавая тэорыя поля