ВИРТУА́ЛЬНЫЕ ЧАСТИ́ЦЫ

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).