En atomkjerne kan henfalle til lettere kjerner ved å dele seg opp. Men hvordan henfaller en fundamental partikkel til andre fundamentale partikler? Fundamentale partikler kan ikke dele seg opp fordi de ikke har noen bestanddeler. Allikevel kan de på en eller annen måte bli til andre partikler.
|
Det viser seg at når en fundamental partikkel henfaller, blir den til en lettere partikkel og en kraftbærende partikkel (alltid et W-boson når fundamentale partikler henfaller). Deretter blir kraftbærerne til andre partikler igjen. Så en partikkel kan ikke bare skifte over til en annen partikkeltype; det opptrer også alltid en kraftbærende partikkel som vi sier formidler partikkelhenfallet. I mange tilfeller ser det ut til at disse kraftbærende partiklene ikke respekterer prinsippet om bevaring av energi fordi de har en større masse enn den tilgjengelige energien i reaksjonen. Imidlertid eksisterer disse partiklene så kort tid at på grunn av Heisenbergs usikkerhetsprinsipp, brytes ingen regler. Slike partikler kalles virtuelle partikler. |
En sjarm-kvark (c) henfaller til en lettere partikkel (sær-kvarken, s) og en kraftbærende partikkel (W-bosonet) som deretter henfaller til en u- og en d-kvark. |
Heisenbergs usikkerhetsprinsipp
I 1927 fant Werner Heisenberg ut at det er umulig samtidig å bestemme både en partikkels posisjon ogbevegelsesmengde. Jo mer presist vi bestemmer den ene størrelsen, jo mindre vet vi om den andre. Dette kalles Heisenbergs usikkerhetsprinsipp, og er en grunnleggende egenskap ved kvantemekanikken.
Det presise uttrykket er:
Denne konstanten er Plancks konstant delt på to. Plancks konstant representeres ved symbolet 
, eller "h-strek", og er lik 1.05 x 10-34 joule-sekunder, eller 6.58 x 10-22 MeV-sekunder.
Det å måle en partikkels posisjon vil påvirke vår kjennskap til dens bevegelsesmengde (massefart), og omvendt.
Et tilsvarende prinsipp for manglende mulighet til presist samtidig å kjenne energi og tid kan uttrykkes:
Dette betyr at hvis en partikkel bare eksisterer et meget kort tidsrom, kan man ikke presist kjenne dens masse (husk at energi og masse er forbundet gjennom E=mc2). En partikkel har større såkalt vidde jo kortere dens levetid er. Dette leder videre til begrepet virtuelle partikler.