Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Віртуальна частинка



Віртуальна частинка - деякий абстрактний об'єкт в квантової теорії поля, що володіє квантовими числами однією з реальних елементарних частинок (з масою m ), Для якого, однак, не виконується звичайна зв'язок між енергією та імпульсом (тобто E ^ 2 \ not = m ^ 2 c ^ 4 + p ^ 2 c ^ 2 ). Віртуальні частки не можуть "полетіти на нескінченність"; вони народжуються і зобов'язані або поглинутися небудь часткою, або розпастися. Можна сказати, що віртуальні частинки - це і є те, як відбувається взаємодія.

Віртуальність частинки характеризується релятивістськи-інваріантної величиною Q ^ 2 = E ^ 2 - p ^ 2 c ^ 2 - m ^ 2 c ^ 4 , Причому Q ^ 2 може бути як позитивною, так і негативною величиною. Область значень E і p, при яких віртуальність дорівнює нулю, називається масової поверхнею або масової оболонкою частинки.

Хоча маса і енергія віртуальних частинок не обмежені, їх існування не порушує закон збереження енергії, оскільки час існування віртуальних частинок обмежене принципом невизначеності :

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

тобто чим більше енергія E віртуальної частинки, тим менший час t вона може існувати. Тому в природі можуть існувати такі поля, як поле Хіггса і поле слабкої взаємодії, хоча їх частинки дуже масивні. Однак, радіус дії масивних полів обмежений. Навпаки, у безмассових полів, таких як електромагнітне і гравітаційне, час існування віртуальних частинок, а отже, і радіус дії, не обмежені.


Ефекти, з'ясовні за допомогою віртуальних частинок

Часто наявністю віртуальних частинок пояснюються такі ефекти:


Фізичний зміст

Віртуальні частки - це більшою мірою математичне явище [ ] , Ніж фізична реальність. Дійсно, в квантової теорії поля в точних висловах для процесів взаємодії реальних часток ніякі віртуальні частинки не фігурують. Якщо ж, однак, спробувати спростити точний вираз в рамках теорії збурень, розклавши його в ряд по константі взаємодії (малим параметром теорії), то виникає нескінченний набір доданків. Кожен з членів цього ряду виглядає так, немов у процесі взаємодії породжуються і зникають об'єкти, що володіють квантовими числами реальних частинок. Однак ці об'єкти розповсюджуються в просторі за законом, відмінному від реальних частинок, і тому якщо їх трактувати як випускання і поглинання частинки, то доведеться прийняти, що для них не виконується зв'язок між енергією та імпульсом. Таким чином, віртуальні частинки з'являються тільки тоді, коли ми певним чином спрощуємо вихідне вираз.

Втім, незважаючи на деяку фіктивність поняття "віртуальна частинка", у багатьох випадках це вкрай зручний мову для опису взаємодії. Зокрема, громіздкість обчислення процесів різко знижується, якщо попередньо скласти правила народження, знищення та поширення цих віртуальних частинок ( правила Фейнмана) і зобразити процес графічно, за допомогою Фейнмановских діаграм.

Іноді, з метою наочності, концепцію "віртуальних частинок" пояснюють дещо інакше. А саме, кажуть, що в процесі взаємодії закон збереження енергії виконується з деякою погрішністю. Це не суперечить квантовій механіці : згідно співвідношенню невизначеностей, подія, що триває кінцевий проміжок часу, не дозволяє зафіксувати енергію з точністю вище деякої межі. Грубо кажучи, проміжні частки "беруть енергію в борг" на деякий невеликий час. У цьому випадку в процесі взаємодії можуть народжуватися і зникати звичайні частинки, тільки з невеликою порушенням закону збереження енергії.


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Альфа-частинка
Елементарна частинка
Заряджена частинка
Релятивістська частинка
Фундаментальна частинка
Віртуальна температура
Віртуальна логістика
Віртуальна економіка
Віртуальна реклама
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru