ВИРТУА́ЛЬНЫЕ ЧАСТИ́ЦЫ
-
Рубрика: Физика
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ВИРТУА́ЛЬНЫЕ ЧАСТИ́ЦЫ, кванты релятивистских волновых полей, участвующих в флуктуациях вакуума физического. В квантовой механике В. ч. можно рассматривать как частицы, возникающие в промежуточных состояниях (виртуальных состояниях) процессов превращения и взаимодействия частиц. В. ч. имеют те же квантовые числа, что и реальные частицы, и формально отличаются от последних тем, что для них не выполняется соотношение спец. теории относительности между энергией $E$, импульсом $p$ и массой $m$, $E^2-c^2p^2 ≠ m^2c^4$. Соотношение $E^2-c^2p^2=m^2c^4$ называется уравнением массовой поверхности (в пространстве переменных $E$, $p$), поэтому говорят, что В. ч. не лежат на массовой поверхности. Величину отклонения В. ч. от этой поверхности называют виртуальностью.
В. ч. являются переносчиками взаимодействий. Напр., рассеяние заряженных частиц за счёт электромагнитного взаимодействия между ними по представлениям квантовой теории поля осуществляется через обмен виртуальными фотонами.
Понятие «В. ч.» важно для понимания внутр. структуры частиц, особенно адронов. Низкоэнергетическая картина строения адронов использует понятие «шубы» из В. ч., «облачающих» соответствующую «голую» частицу. Например, распределение электрического заряда на периферии протона объясняется наличием оболочек виртуальных пионов, каонов и т. д. В высокоэнергетических жёстких процессах с большой передачей импульса структура адронов объясняется с помощью партонов (кварков и глюонов), находящихся в виртуальных состояниях.
Ранее под В. ч. понимались такие частицы в виртуальных состояниях, которые были хорошо изучены в реальных состояниях (напр., фотоны, электроны, пионы). Но появился класс частиц (кварки, глюоны), которые принципиально не могут находиться в реальных состояниях из-за свойства конфайнмента в квантовой хромодинамике и проявляются на опыте лишь как адронные струи (т. е. в определённом смысле эти В. ч. приобрели статус наблюдаемых).