Естественные науки

Как появляются виртуальные частицы в вакууме?

Виртуальные частицы – короткоживущие ненаблюдаемые частицы, возникающие в вакууме и при столкновениях или распадах частиц . При столкновениях и распадах частиц виртуальные частицы играют роль переносчиков взаимодействий. Взаимодействия и взаимные превращения частиц в квантовой теории описываются как рождение или поглощение свободной частицей виртуальных частиц. Так, например, электрон рождает и поглощает виртуальные фотоны.
Два простейших процесса с участием виртуальных частиц показаны на рисунке. Виртуальными частицами слева являются электрон, позитрон и фотон. Они одновременно рождаются в вакууме в левом узле и затем исчезают в правом. Рисунок справа иллюстрирует взаимодействие двух реальных электронов посредством обмена виртуальным фотоном, играющим роль переносчика электромагнитного взаимодействия.
Появление любой виртуальной частицы нарушает закон сохранения энергии на некую величину ΔЕ, однако, такие нарушения допускаются квантовой механикой в течение интервалов времени Δt, разрешённых соотношением неопределённостей
ΔЕΔt > ћ (ћ = h/2π, h – постоянная Планка). В течение интервалов времени Δt < ћ/ΔЕ эти нарушения принципиально ненаблюдаемы, как ненаблюдаемы и сами промежуточные частицы, называемые, поэтому, виртуальными. В момент исчезновения (поглощения) виртуальной частицы баланс энергий восстанавливается.
Для виртуальной частицы не выполняется соотношение специальной теории относительности между полной энергией Е, импульсом vec_p и массой m: E2 = p2c2 + m2c4. Так, виртуальный фотон может иметь нулевой импульс, т. е. покоиться, что исключено для наблюдаемого фотона. На испускании и поглощении виртуальных частиц основаны практически все физические процессы происходящие при высоких энергиях и на масштабах расстояний <10-8 см.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Виртуальная_частица
МП
Максим Плясунов
59 067
Лучший ответ
Все известные науке излучения и соответственно поля, в той или иной мере имеют электромагнитную природу, только называются по разному и названия эти даны относительно возбуждающего это излучение средства, а не относительно среды, в которой это излучение распространяется. Например, у Вас есть колебательный контур, который организует колебания на излучатель в виде железки антенны. В этом случае Вы говорите "выходит электромагнитная волна". Теперь замените антенну простым ультразвуковым излучателем или простым динамиком, теперь Вы скажете что "выходит звуковая волна"... Вы поменяли излучатель и дали название волне относительно вида излучателя, но в реальности колебания происходят одной и той же среды. (эфира, магнитного поля, космического вакуума, гравитационного поля названий миллион, но это все одно и то же). Излучатель не меняет природу среды излучения, а меняет лишь параметры воздействия на эту среду.

Вы поменяли только излучатель, а не природу среды, в которой происходят колебания.

Следовательно все излучения имеют электромагнитную природу.

Иными словами никакие частицы не появляются, они всегда существуют в пространстве магнитного поля вселенной как вихри, которые меняют свои параметры
-
http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1481985197
МЕ
Михаil Ершов
95 428
Галия Кузяпова(Аглиуллина) это ты что, какую новую хрень уже придумать сподобился в новом году?
Мил ты мой человек — они же виртуальные, что по-русски значит "кажущиеся"!

Их нет просто, но они могут появиться. Где? Да в любой точке. Как? Ну, для электрон-позитронной пары, если в в некую точку попадёт два гамма-кванта. Что же произойдёт?

Вот далее начинается условность, которую придумали физики: в каждой точке пространства как будто имеется неограниченное число виртуальных частиц, расположенных для наглядности одна под другой — на самом деле, как ты понимаешь, ничего нет, но их рисуют такой вертикальной гирляндой, уходящей куда-то вниз в бесконечность.

И вот в точку начала этой гирлянды два гамма-кванта и попадают. Суммарная их энергия Е=2mc² — как раз столько, чтобы их выбить из виртуального пространства и сделать эту пару свободной — полная аналогия с фотоэффектом. Сейчас, когда теория твёрдого тела стала всем уже понятной, берут на вооружение её иллюстрации, а именно понятие запрещённой зоны — дай электрону валентной зоны собственного полупроводника (чистого, значит) энергию ширины запрещённой зоны или больше, и он перейдёт в зону проводимости, станет свободным. В пределах кристалла, разумеется.

Став свободными уже реальные электрон-позитрон получат импульсы точно разного направления и — разлетятся в стороны. Когда-нибудь такие встретятся, проаннигилируют и излучат новые два гамма-кванта — произойдёт обратное.

Собственно, так и объясняют, запутывая тех, кто не понимает этих условностей. Но для чего это всё нужно? Нужны последствия. А именно с какой энергией эти два гамма-кванта получатся?

И тут возникают три последствия в зависимости от того, стабильно ли пространство или расширяется-сжимается.

1. Если стабильно, то так всё и будет продолжаться бесконечно.
2. Если оно расширяется (потенциальная его энергия падает), то электрон с позитроном, встретившись позже, породят кванты уже с меньшей энергией (кинетической), чем те, которые породили их — начнётся затухание общей энергии пространства.
3. Напротив, начнётся накачка энергии в сжимающемся пространстве с растущей потенциальной, и кванты получат кинетическую энергию больше.

Вот такой вечный двигатель, получающий энергию "из ничего"! — мечта многих здесь на Ответах: надо лишь самую малость — заставить пространство сжиматься :)

Вот и всё, если кратко — нет никаких частиц, но мы думаем, что они якобы есть, чтобы объяснить рождение настоящих частиц с помощью энергии, потому и называем их виртуальными, т. е. кажущимися.

Что до Вселенной, то из-за её расширения (1) и расширения пространства (2), в котором она находится — это два разных явления — фотоны (гамма-кванты) "краснеют" (теряют в среднем энергию) и лишь распад материи чуть замедляет этот процесс, переводя массу в дополнительную энергию. Когда распадётся последняя частица материи — а это будет протон, поскольку у него самая большая длительность жизни среди всех других частиц, то время остановится, поскольку времени как физического явления не существует — оно лишь отражает преобразование энергии (часы надо заводить или менять батарейку! :)) — и в пространстве останется лишь излучение, которое будет гонять от края до края, постепенно превращаясь в тепло. Полная деградация!

Успехов!
Василий Голубенко Не так. Они реальные, только название у них такое, неудачное. Просто они лишены энергии, поэтому не проявляют себя. Но есть квантовые флуктуации, и электрические поля. Это доказательство реальности виртуальных частиц.
Василий Голубенко Два реальных "гамма- кванта рождают реальную эп пару. Реальную эп пару можно получить так же их одного реального и одного вируального "гамма-кванта"....

Ну и т д...
Посмотри на
... море.
Мы частицами называем волны, которые способны опрокинуть "корабль" (тот зонд которым меряем).
Но это не значит что не существует тех, которх мы не "чувствуем
Они не появляются в вакууме, они и есть сам вакуум (вакуум - нулевое или основное поля). Виртуальные частицы проявляют себя только в присутствии реальных частиц, обладающих энергией. Так вокруг реального фотона высвечиваются виртуальные электрон-позитронные пары, благодаря которым, этот фотон перемещается в вакууме . Вокруг рельного электрона мы наблюдаем виртуальные фотоны, которые называем электрическим полем...
Нина Степанова
Нина Степанова
39 431
Виртуальные частицы это лишь модель, которая упрощает решение задач. В действительности нет вроде такого.
Вадим Лацик
Вадим Лацик
2 405
Танюшка Галушка Слово "яблоко" - это тоже модель, которая упрощает мировосприятие. На деле никаких яблок нет, есть лишь разные состояния материи.

Похожие вопросы