Фізики використовують поняття віртуальних частинок, щоб пояснити, як взаємодіють справжні частинки у Всесвіті. Хоча ці частинки насправді не існують, без них неможливо описати, як працюють сили природи — електромагнітна, сильна та слабка ядерні.
Віртуальні частинки — це не об'єкти, які можна побачити чи зафіксувати приладами. Це математичний інструмент, створений фізиком Річардом Фейнманом, щоб зрозуміти, як справжні частинки взаємодіють між собою.
Попри те, що їх неможливо спостерігати, розрахунки з використанням цих частинок дають настільки точні результати, що збігаються з експериментами до 12 знаків після коми. Це точність, подібна до вимірювання відстані між полюсами Землі з похибкою меншою за товщину волосини.
Саме тому деякі вчені ставлять запитання: якщо цей інструмент настільки точний, можливо, віртуальні частинки якимось чином справді існують?
Фізики описують віртуальні частинки як своєрідну систему «обліку» сил. Замість того щоб напряму вимірювати, як діють сили, вони вважають, що недовгочасні віртуальні частинки переносять енергію між справжніми частинками.
Це допомагає пояснити, як сила може діяти навіть через порожній простір.
Читайте також:
Хімія життя в космосі. Вчені створили молекулу, яка може пояснити походження життя у Всесвіті Наприклад, коли два електрони відштовхуються, фізики вважають, що вони «обмінюються» віртуальними фотонами — частинками електромагнітної енергії.
Або інший випадок — ефект Казимира: коли дві металеві пластини розміщені дуже близько одна до одної у вакуумі, вони притягуються. І цей ефект також можна точно пояснити за допомогою розрахунків із використанням віртуальних частинок.
Те ж саме стосується випромінювання Гокінга — явища, коли на межі чорної діри можуть з’являтися пари віртуальних частинок. Якщо одну з них поглинає чорна діра, а інша втікає, чорна діра поступово втрачає масу.
Фізики поки не дійшли згоди, чи можна вважати ці частинки «справжніми». Одні вважають їх лише зручним способом опису процесів, інші — можливим натяком на глибші закони природи.
Читайте також:
Мільярди років подій. Астрономи представили наймасштабнішу карту Всесвіту Автор статті, професор ядерної фізики з Університету штату Міссісіпі Діпанкар Дутта, пояснює:
«Ми не можемо побачити віртуальні частинки, але без них наші розрахунки не збігалися б з тим, що ми спостерігаємо в реальному світі».
Він додає, що навіть якщо віртуальні частинки — лише математична вигадка, вони залишаються незамінними для опису фундаментальних сил — від магнітних полів до поведінки чорних дір.
У підсумку віртуальні частинки залишаються парадоксом сучасної фізики: їх не існує, але без них наука не може пояснити, як працює Всесвіт.
Читайте також:
Апокаліпсис усього. Чотири трагічні варіанти закінчення Всесвіту, які можуть бути правдивими
