Віртуальная часьцінка

Зьвесткі зь Вікіпэдыі — вольнай энцыкляпэдыі
Перайсьці да: навігацыі, пошуку

Віртуальная часьцінка — некаторы абстрактны аб'ект у квантавай тэорыі поля, які мае квантавыя лікі адной з рэальных элемэнтарных часьцінак (з масай m), для якога, аднак, не выконваецца звычайная сувязь паміж энэргіяй і імпульсам (E^2 \not = m^2 c^4 + p^2 c^2). Віртуальныя часьцінкі ня могуць «уляцець на бясконцасьць»; яны нараджаюцца і павінны пасьля ці паглынуцца якой-небудзь часьцінкай, ці проста распасца. Можна сказаць, што віртуальныя часьцінкі — гэта і ёсьць мэханізм, які ажыцьцяўляе узаемадзеяньне.

Віртуальнасьць часьцінкі характэрызуецца рэлятывісцкі-інварыянтнай велічынёй Q^2 = E^2 - p^2 c^2 - m^2 c^4, прычым Q^2 можа быць як дадатнай, так і адмоўнай велічынёй. Вобласьць значэньняў E і p, пры якіх віртуальнасьць роўна нулю, называецца масавай паверхняй ці масавай абалонкай часьцінкі.

Хоць маса і энэргія віртуальных часьцінак не абмежаваны, іх існаваньне не парушае закон захаваньня энэргіі, так як час існаваньня віртуальных часьцінак абмежаваны прынцыпам нявызначанасьці:

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

такім чынам чым болей энэргія E віртуальнае часьцінкі, тым меньшы час t яна можа існаваць. Таму ў прыродзе могуць існаваць такія палі, як поле Хіггса і поле слабога ўзаемадзеяньня, хоць іх часьцінкі вельмі масіўны. Аднак, радыюс дзеяньня масіўных палей абмежаваны. А ў бязмасавых, такіх як электрамагнітнае і гравітацыйнае, час існаваньня віртуальных часьцінак, а, такім чынам, і радыюс дзеяньня, не абмежаваны.

Эфэкты, зьвязаныя з элемэнтарнымі часьцінкамі[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]

Часта наяўнасьцю віртуальных часіцьнак тлумачацца наступныя эфэкты:

Фізычны сэнс[рэдагаваць | рэдагаваць крыніцу]

Строга кажучы, віртуальныя часьцінкі — гэта ў большай ступені матэматычная зьява, чым фізычная рэальнасьць. Сапраўды, у квантавай тэорыі поля ў дакладных выразах для працэсаў узаемадзеяньня рэальных часьцінак ніякія віртуальныя часьцінкі не фігуруюць. Калі, аднак, паспрабаваць спрасьціць дакладны выраз у рамках тэорыі абурэньняў, расклаўшы яго ў шэраг па канстанце ўзаемадзеяньня (малому парамэтру тэорыі), то ўзьнікае бясконцы набор складнікаў. Кожны з членаў гэтага шэрагу выглядае так, нібыта ў працэсе ўзаемадзеяньня ўтвараюцца і зьнікаюць аб'екты, якія маюць квантавыя лікі рэальных часьцінак. Аднак гэтыя аб'екты распаўсюджваюцца ў прасторы па закону, адрознаму ад рэальных часьцінак, і таму калі іх трактаваць як выпраменьваньне і паглынаньне часьцінкі, то трэба будзе прыняць, што для іх не выконваецца сувязь паміж энэргіяй і імпульсам. Такім чынам, віртуальныя часьцінкі зьяўляюцца толькі тады, калі мы пэўным чынам спрашчаем зыходны выраз.

Ня гледзячы на некаторую фіктыўнасьць тэрміна «віртуальная часьцінка», у шматлікіх выпадках гэта даволі зручны спосаб апісаньня ўзаемадзеяньня. У прыватнасьці, грувасткасьць вылічальных працэсаў рэзко падае, калі папярэдне скласьці правілы нараджэньня, зьнішчэньня і распаўсюджаньня гэтых віртуальных часьцінак (правілы Фэйнмана) і адлюстраваць працэс графічна, з дапамогаю дыяграм Фэйнмана.

Часам, у мэтах нагляднасьці, канцэпцыю «віртуальных часьцінак» тлумачаць інакш. А менавіта, кажуць, што ў працэсе ўзаемадзеяньня закон захаваньня энэргіі выконваецца ня строга, а зь некаторай хібнасьцю. Гэта не супярэчыць квантавай мэханіцы: згодна суадносінам неазначальнасьцей, падзея, якая доўжыцца канчатковы прамежак часу, не дазваляе зафіксаваць энэргію з дакладнасьцю вышэй за некаторы ліміт. Груба кажучы, прамежкавыя часьцінкі «пазычаюць энэргію» на некаторы невялікі час. У гэтым выпадку ў працэсе ўзаемадзеяньня могуць нараджацца і зьнікаць звычайныя часьцінкі, толькі зь невялікім парушэньнем закона захаваньня энэргіі.