虛粒子

虛粒子  ， 意即虛構粒子 、 假想粒子 ， 是在量子場論的數學計算中建立的一種解釋性概念 ， 指代用來描述亞原子過程例如撞擊過程中粒子的數學項 。 但是 ， 虛粒子並不直接出現在計算過程的那些可觀測的輸入輸出量中 ， 那些輸入輸出量只代表實粒子 。 虛粒子項代表那些所謂離質量殼 ( off mass shell ) 的粒子 。 例如 ， 它們沿時間反演 、 能量不守恆 、 以超光速移動 ， 每條看起來都和物理基本原理相悖 。 虛粒子發生在那些大致可被實輸出量相消的組合項中 ， 因此才產生前述那些不實的衝突 。 虛粒子的虛 「 事件 」 通常看起來是一個緊接著另一個發生 ， 例如在一次撞擊的時長中 ， 所以他們顯得短命 。 如果在計算中略去那些被詮釋爲代表虛粒子的數學項 ， 計算結果將變成近似值 ， 有可能較大地偏離完整計算得到的正確而且精確的結果 。 量子理論不同於經典理論 。 區別在於對於亞原子過程的內部機制的計算 。 經典物理不能處理這種計算 。 海森堡認爲 ， 在亞原子過程例如碰撞中 ， 到底 「 實際上 」 「 真正 」 發生什麼 ， 是不可直接觀測的 ， 也沒有可用以描述的單一而且物理明確的圖像 。 量子力學具有這樣的特質: 即它可以避開關於內部機制的思考 。 它把自己限制在那些實際上可觀測可感知的方面 。 但是 ， 虛粒子則是一種概念化的手段 ， 通過給亞原子過程的內在機制提供假設性的詮釋性圖像 ， 它試圖繞過海森堡的洞察 。 虛粒子不必具有和對應實粒子相等的質量 。 這是因爲它短命而且瞬變 ， 所以不確定性原理允許它不必守恆能量和動量 。 虛粒子存活得越久 ， 它的特徵就越接近實粒子 。 虛粒子出現在許多過程中 ， 包括粒子擴散和卡西米爾效應 。 在量子場論中 ， 即使是經典力 -- 例如電荷間的電磁吸引力和推斥力 -- 也可被認爲是源於荷間的虛光子交換 。 不應將反粒子跟虛粒子或者虛反粒子相混淆 。