|
Partikler henfaller ved hjelp av kraftbærende partikler. Men i mange tilfeller har den kraftbærende partikkelen større masse enn partikkelen som henfaller. Den kraftbærende partikkelen blir umiddelbart til partikler med mindre masse. Disse kortlivede, tunge kraftbærende partiklene synes å bryte loven om energibevaring -- massen deres kan ikke bare komme ingensteds fra! |
|
Det er en følge av Heisenbergs usikkerhetsprinsipp at disse tunge partiklene kan skapes bare levetiden deres er kort nok. På en måte unngår de virkelighetens oppmerksomhet siden de eksisterer så kort tid. Slike partikler kalles virtuelle partikler.
Virtuelle partikler bryter ikke loven om energibevaring. Bevegelsesenergien pluss masse-energien (mc2) til partikkelen som henfaller, er lik summen av det tilsvarende for henfallsproduktene. De virtuelle partiklene eksisterer så kort tid at de aldri observeres.
De fleste partikkelprosesser formidles av virtuelle kraftbærere. Noen eksempler er nøytroners beta-henfall, produksjonen av sjarm-partikler og henfallet av en eta-c-partikkel. Disse eksemplene skal vi snart komme grundigere tilbake til.
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.