Частицы, которых не существует, могут быть ключом к пониманию реальности

Умный математический инструмент, известный как виртуальные частицы, раскрывает странную и загадочную внутреннюю работу субатомных частиц. То, что происходит с этими частицами в атомах, остается необъяснимым без этого инструмента. Они являются важными инструментами для описания трех сил, найденных в природе: электромагнетизм и сильные и слабые ядерные силы. Эта особенность делает их наблюдаемыми или реальными.

Виртуальные частицы, с другой стороны, являются сложным математическим инструментом и не могут быть замечены. Физик Ричард Фейнман изобрел их для описания взаимодействия между реальными частицами. Северные и южные полюсы до лучшей ширины одного волоса. Это заставляет некоторых физиков спрашивать: может ли математический инструмент стать реальным? Миниатюра «tabindex =» 0 «rol =» class = «youtube-thumbnail-preview» loading = «lazy»> frameborder = «0 ″ AlluckfullScreen =» AlliefullScreen «>

На самом деле есть виртуальные частицы, математика предсказывает, что исследователи наблюдают в реальном мире. (SXS, CC BY-ND)

Еще один загадочный прогноз, сделанный с использованием набора инструментов виртуальной частицы, является так называемым излучением Хокинга. Когда пары виртуальных частиц появляются на краю черных отверстий, иногда гравитация черной дыры захватывает одного партнера, в то время как другой уходит. Хотя излучение Хокинга еще не наблюдалось непосредственно, исследователи недавно наблюдали его косвенно. Если вы можете прекрасно предсказать все о силе, представляя, что оно переносится виртуальными частицами, эти частицы квалифицируются как реальные? Имеет ли значение их вымышленный статус?

Физики по -прежнему разделены на эти вопросы. Некоторые предпочитают «просто заткнуться и рассчитать» — один из знаменитых криков Фейнмана. На данный момент виртуальные частицы — наш лучший способ описать, как ведут себя частицы. Но исследователи разрабатывают альтернативные методы, которые вообще не нужны. Успешное или нет, тот факт, что альтернативы существуют вообще, предполагает, что виртуальные частицы могут быть полезными, а не физической истиной. Это также соответствует модели предыдущих революций в науке — пример эфира приходит на ум.

Физики изобрели эфир как среда, через которую проходили легкие волны. Эксперименты хорошо сочетались с расчетами с использованием этого инструмента, но они не могли его обнаружить. В конце концов, теория относительности Эйнштейна показала, что это не нужно. Они не должны существовать, но они необходимы для расчета всего от силы магнитов до поведения черных отверстий. В конце концов, путаница вокруг виртуальных частиц может быть лишь ценой понимания фундаментальных сил. Пожалуйста, не удаляй. ->

dipangkar dutta, профессор ядерной физики, Университет штата Миссисипи

Эта статья переиздана из разговора по лицензии на творчество. Прочитайте оригинальную статью.