พาหะแรง

ในฟิสิกส์ของอนุภาค พาหะแรง () หรือพาหะของแรงคืออนุภาคที่สร้างแรงต่าง ๆ ระหว่างอนุภาคใด ๆ อนุภาคเหล่านี้เป็นกลุ่มก้อนของพลังงาน (ควอนตัม) ของชนิดที่เฉพาะของสนามฟิสิกส์ ทุก ๆ สายพันธ์ของอนุภาคมูลฐานมีสนามเฉพาะตัวหนึ่งชนิด ยกตัวอย่างเช่น มีหนึ่งสนามอิเล็กตรอนที่มีควอนตัมเป็นกลุ่มอิเล็กตรอน และหนึ่งสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีควอนตัมเป็นกลุ่มโฟตอนSteven Weinberg, Dreams of a Final Theory, Hutchinson, 1993 อนุภาคที่เป็นพาหะของแรงจะเป็นคนกลางเพื่อไกล่เกลี่ยระหว่างแรงพื้นฐานทั้งหลาย ซึ่งได้แก่ แรงแม่เหล็กไฟฟ้า, อันตรกิริยาอย่างเข้ม และ อันตรกิริยาอย่างอ่อน อนุภาคนั้นถูกเรียกว่า เกจโบซอน

 มุมมองของอนุภาคและสนาม 

ในฟิสิกส์ของอนุภาค ทฤษฎีสนามควอนตัม เช่นแบบจำลองมาตรฐาน จะถูกใช้อธิบายธรรมชาติในแง่ของสนามฟิสิกส์ แต่ละสนามจะมีคำอธิบายประกอบเป็นชุดของอนุภาคแต่ละชนิด แรงที่เกิดระหว่างสองอนุภาคสามารถจะอธิบายได้ว่าเป็นการกระทำของสนามแรงที่สร้างขึ้นโดยอนุภาคหนึ่งกระทำบนอีกอนุภาคหนึ่ง หรือเป็นการแลกเปลี่ยนของอนุภาคพาหะของแรงเสมือนของสองอนุภาคนั้นกระทำต่อกัน อย่างใดอย่างหนึ่ง

พลังงานของคลื่นหนึ่งในสนามหนึ่ง (เช่นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า) ถูกแปลงให้เป็นปริมาณ () และการกระตุ้นควอนตัม () ของสนามสามารถตีความได้ว่าเป็นอนุภาค แบบจำลองมาตรฐานประกอบด้วยอนุภาคดังต่อไปนี้ แต่ละอนุภาคในนั้นเป็นการกระตุ้นของสนามเฉพาะตัว:
กลูออน, การกระตุ้นของสนามเกจที่strong.
โฟตอน, W โบซอน, และ Z โบซอน, การกระตุ้นของสนามเกจแบบไฟฟ้าอ่อน (แรงแม่เหล็กไฟฟ้า+อันตรกิริยาอย่างอ่อน)
ฮิกส์โบซอน, การกระตุ้นของหนึ่งส่วนประกอบของสนามฮิกส์, ซึ่งให้มวลกับอนุภาคพื้นฐานทั้งหลาย
หลากหลายแบบของเฟอร์มิออน, ถูกอธิบายว่าเป็นการกระตุ้นของสนามเฟอร์มิออน

นอกจากนี้ อนุภาคผสมเช่นเมซอนสามารถถูกอธิบายได้ว่าเป็นการกระตุ้นของสนามที่มีผล ()

แรงโน้มถ่วงไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของแบบจำลองมาตรฐาน แต่มันถูกพิจารณาว่าอาจจะมีอนุภาคที่เรียกว่าแกรวิตอน ซึ่งเกิดจากการกระตุ้นของคลื่นแรงโน้มถ่วง สถานะของอนุภาคนี้ยังคงไม่แน่นอน เพราะทฤษฎีที่ยังไม่สมบูรณ์และเพราะว่าปฏิสัมพันธ์ของหลายแกรวิตอน "ที่อยู่กันตามลำพัง" อาจจะอ่อนแอเกินไปที่จะถูกตรวจพบ

 แรงต่าง ๆ จากมุมมองของอนุภาค  
บทความหลัก: แรงสถิตและการแลกเปลี่ยนของอนุภาคเสมือน


เมื่ออนุภาคหนึ่งกระจายตัวออกจากอีกอนุภาคหนึ่ง มีการเปลี่ยนแปลงในวิถีของมัน มีสองวิธีที่จะคิดเกี่ยวกับกระบวนการนี้ ในภาพของสนาม เราจินตนาการว่าสนามที่ถูกสร้างขึ้นโดยอนุภาคหนึ่งได้ทำให้เกิดจากแรงอย่างหนึ่งขึ้นบนอีกอนุภาคหนึ่ง อีกแนวคิดหนึ่ง เราสามารถจินตนาการได้ว่าอนุภาคหนึ่งมีการปลดปล่อยอนุภาคเสมือนออกมาตัวหนึ่งซึ่งจะถูกดูดซึมโดยอีกตัวหนึ่ง อนุภาคเสมือนจะทำการถ่ายโอนโมเมนตัมจากอนุภาคหนึ่งไปยังอีกอนุภาคหนึ่ง มุมมองของอนุภาคแบบนี้จะเป็นประโยชน์เป็นพิเศษเมื่อมีจำนวนมากของการแก้ไขควอนตัมที่ซับซ้อนต่อการคำนวณเนื่องจากการแก้ไขเหล่านี้สามารถสร้างออกมาเป็นภาพในแผนภาพ Feynman ที่ประกอบด้วยอนุภาคเสมือนเพิ่มเติม

 ตัวอย่าง 
 แรงแม่เหล็กไฟฟ้า สามารถอธิบายได้ว่าเป็นการแลกเปลี่ยนของโฟตอนเสมือน
 แรงนิวเคลียร์จะยึดโปรตอนและนิวตรอนไว้ด้วยกัน มันสามารถอธิบายได้ว่าเกิดจากสนามที่เมซอนเป็นตัวกระตุ้น
 ในที่พลังงานสูงพอ อันตรกิริยาอย่างเข้ม ระหว่างควาร์กด้วยกันสามารถอธิบายได้ว่าเกิดจากการแลกเปลี่ยนกลูออนเสมือน
 การสลายให้อนุภาคบีตาเป็นตัวอย่างหนึ่งของปฏิสัมพันธ์ที่เกิดเนื่องจากการแลกเปลี่ยนของ W โบซอน แต่ไม่ได้เป็นตัวอย่างของแรงหนึ่ง
 แรงโน้มถ่วงอาจจะเกิดจากการแลกเปลี่ยนของกราวิตอนเสมือน

 อ้างอิง 

หมวดหมู่:ฟิสิกส์อนุภาค