Sanal parçacık

Fizikte, sanal parçacık sıradan parçacıkların özelliklerini sergileyen fakat sınırlı bir süreliğine var olan geçici dalgalanma olarak tanımlanır. Sanal parçacık kavramı sıradan parçacıklar arasındaki etkileşimi sanal parçacıklar arasındaki değiş tokuş olarak tanımlayan kuantum alan teorisinin Pertürbasyon teorisi kısmında ortaya çıkar. Sanal parçacıkları içeren herhangi bir süreç sanal parçacıkları iç çizgilerle temsil eden ve Feynman diyagramı olarak bilinen şematik tasarımı doğrular. [1][2]

Her zaman enerji ve momentumu korumalarına rağmen, sanal parçacıkların gerçek parçacıkla uyan kütlenin aynısını taşıma gereklilikleri yoktur. Sanal parçacıkların var olma süresi uzadıkca, normal parçacıklarla özelliklerinin benzerliği artar. Sanal parçacıklar, parçacık saçılması ve Casimir kuvveti dahil fiziğin birçok sürecinde önemli bir yere sahiptirler. Kuantum alan teorisinde, elektromanyetik itme ve iki yük arasındaki çekim gibi klasik kuvvetler bile yükler arasındaki birçok sanal fotonun değiş tokuşundan ötürü gerçekleştiği düşünülebilir.

Sanal parçacıklar serbest ve belli belirsiz şekilde tanımlanıyor ve dünyanın ''gerçek parçacıklardan'' oluştuğu görüşüne değiniyor gibi görünse de bundan ziyade bu ''gerçek parçacıklar'' kuantum alanlarının temel uyarımları olarak daha iyi bir şekilde anlaşılabilir. Sanal parçacıklar ayrıca temel alanların da uyarımlarıdırlar, ama geçici anlamda etkileşim hesaplamalarında ortaya çıkarlar ve asla saçılım matrisini asimptotik olarak belirtmez veya indekslemezler. Sanal parçacıkların doğruluk ve kullanımı gibi hesaplamalar kesin olarak hesaplanmış olmalarına rağmen onların gerçekliği veya varlığı bilimselden ziyade felsefi bir tartışma ürünüdür.

Antiparçacıkların varlığı kanıtlanmıştır ve sanal parçacıklar veya sanal antiparçacıklar ile karıştırılmamalıdırlar. 

Özellikleri

Sanal parçacık kavramı kuantum alan teorisinin asıl parçacıkların aralarındaki etkileşimin sanal parçacıkların değiş tokuşu baz alınarak hesaplanan ve bir yaklaşım şeması olan Pertürbasyon teorisi kısmında ortaya çıkmıştır. Bu tarz hesaplamalar genellikle sanal parçacıkların iç çizgi olarak görüldüğü, şematik bir sunum olan Feynman Diyagramı yardımıyla hesaplanır. Etkileşimleri sanal parçacıkların değiş-tokuşu baz alınarak q'nun parçacıkların etkileşim alanına girip çıkan 4 momentumunun arasındaki farklar gözetilerek verildiği sanal parçacığın 4 q momentumnunun değiş-tokuşu açısından ifade ederek, hem momentum hem de enerji Feynman Diagramının etkileşim köşesinde korunmuş olur. .[3]:119

Bir sanal parçacık m2c4 = E2p2colarak gösterilen enerji-momentum ilişkisi kuralına tam olarak uymaz. Sanal parçacığın kinetik enerjisi hızla olağan bir ilişkiye sahip olmayıp zıt olabilir.[4]:110 Bu durum ''kapalı kütle kabuğu'' tabiriyle ifade edilir. Bir sanal parçacık için genleşme ihtimalinin var olması parçacığın uzun mesafe ve zamana bağlı olarak oluşan kendini yok etme girişimleri tarafından iptal olma eğilimindedir.[3]:119 Sonuç olarak, gerçek bir foton kütlesiz, bu nedenle de iki polarizasyon haline sahip olurken sanal olan fazlasıyla ağırdır ve üç polarizasyon haline sahiptir.

Kuantum tünelleme sanal parçacık değiş-tokuş görünümü olarak düşünülebilir.[5]:235 Sanal parçacıklar tarafından taşınan kuvvet çeşitleri, enerji ve zamanı eşlenik ve değişken sayan bir ilke tarafından sınırlandırılması nedeniyle daha büyük kütleye sahip sanal parçacıklar daha sınırlı bir menzile sahiptirler.[6]

Fizik denklemleri ve klasik matematik gösterimleri yazıldığında gerçek parçacıklarla sanal parçacıklar arasındaki ayrım için bir işaret yazılmaz. Bir sanal parçacıkta mevcut olan genlik yokluğunun genişliğine engel olurken gerçek bir parçacık varlığı ve yokluğu arasındaki uyumu durdurmasından dolayı birbirlerine bir daha müdahale etmezler. Kuantum alan teorisi baz alındığında, gerçek parçacıklara temel kuantum alanlarının sezilebilir uyarımları olarak bakılır. Sanal parçacıklar da temel kuantum alanlarının uyarımları olarak görülmelerine rağmen sezilebilir parçacıklar olarak görünmeyip sadece kuvvet olarak ortaya çıkarlar. Hesaplamalarda geçici anlamda ortaya çıkarlar fakat tek parçacık olarak belirlenemezler. Bundan ötürü, matematiksel ifadelerde saçılma matrisinin indisi içinde görünmezler, bir diğer deyişle, asla modellenen fiziksel süreçlerin gözle görülür giriş veya çıkışları olarak ortaya çıkmazlar.

Sanal parçacık kavramının modern fizikte ortaya çıktığı iki temel yöntem vardır. Feynman diyagramının ara terimler olarak ortaya çıkarlar, bir diğer deyişle pertürbatif hesaplama terimleri olarak. Bunun dışında yarı pertürbatif hesaplamaları özet geçen sonsuz sayıda evre kümeleri olarak da ortaya çıkarlar, ki bu durumda, bazen sanal parçacığın etkiye vasıta olan mekanizmaya katkıda bulunduğu veya etkinin sanal parçacıkta meydana geldiği söylenir.[3]:118

En otros idiomas