Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
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.
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. .:119
Bir sanal parçacık m2c4 = E2 − p2c2 olarak gösterilen enerji-momentum ilişkisi kuralına tam olarak uymaz. Sanal parçacığın kinetik enerjisi hızla olağan bir ilişkiye sahip olmayıp zıt olabilir.: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.: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.: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.
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.:118
Belirtileri
Etkileşimler esnasında ortaya çıkıp sanal parçacıkları içeren birçok izlenebilir fiziksel olgu vardır. Serbest ve gerçek olduklarında kütlenin gerisini sergileyen bozonik parçacıklar içinse, sanal etkileşimler parçacık alışverişiyle üretilmiş nispeten kısa menzilli kuvvet etkileşimleri ile karakterize edilirler. Bu tarz kısa-menzilli etkileşimlerin örnekleri güçlü ve zayıf kuvvetler ile bu kuvvetlerle ilişkili alan bozonlarıdır.
Yerçekimi ve elektromanyetik kuvvetler ise, uzun menzil özellikle birleşik bozon parçacıklarının hiçlik kütleleri tarafından sanal parçacıkların aracıları olmaya zorlanırlar. Fakat, fotonlar açısından bakıldığında ise, sanal parçacıklar tarafından yapılan güç ve bilgi transferleri nispeten kısa menzilli olgulardır, bu olgulara örnek olarak halka ve anten alanlarının yakınlarında görülen karakteristik olarak tümevarımsal ve kapasitif kısa menzilli etkiler verilebilir.
Sanal parçacıkların incelenebileceği bazı etkileşim alanları şunlardır:
- Elektrik yükleri arasındaki Coulomb kuvveti (statik elektrik kuvveti). Sanal fotonların değişimi sayesinde oluşur. Bu değişiklik simetrik üç boyutlu uzayda elektrik kuvvetinin ters kare kuralına uymasıyla sonuçlanır.
- Dipoller arası manyetik alan. Sanal fotonların değişimiyle oluşur. Bu değişiklik üç boyutlu simetrik uzayda manyetik kuvvetin ters küp kuralına uymasıyla sonuçlanır.
- Elektromanyetik indüksiyon.
- Sanal gluonların etkisiyle meydana gelen kuarklar arası şiddetli nükleer kuvvet. Bu kuvvetten geriye kalan üçlü kuarklar (nötron ve proton) ve pi ve rho gibi sanal mezonlar nötron ve protonu çekirdeğin içinde tutar.
- Sanal W ve Z bozonlarının değişimiyle meydana gelen zayıf nükleer kuvvet.
- Uyarılmış atom ya da atom çekirdeğinin bozunması süresince meydana gelen spontane foton emisyonu.
- Casimir kuvveti. Taban durumdaki elektromanyetik alanın iki nötr metal plaka arasında oluşturduğu çekim.
- Van der Waals kuvveti, kısmen iki atom arasındaki casimir kuvveti.
- Vakum kutuplaşması, vakumun bozunmasını ve çift üretimini içerir.
- Atomik seviyelerin pozisyonlarındaki Lamb kayması.
- Kütleçekim alanının foton çiftleri üretimine sebep olacak kadar kuvvetli olduğu durumlarda, Hawking radyasyonu.
Bunların birçoğu katı hal fiziğinde benzer etkilere sahiptir. Hatta bunlar üzerinde çalışarak katı hal fiziğini daha iyi anlamak mümkündür. Yarı iletkenlerde, elektron, pozitron ve fotonların alan teorisindeki rolü iletim kuşağındaki elektronlar, değerlik kuşağındaki delikler ve kristal örgünün titreşimleri ve fononlarıyla yer değiştirir. Sanal parçacık olasılık genliğinin korunmadığı sanal haldedir. Sanal fonon, foton ve elektronun makroskobik örnekleri tünelleme işlemi sırasında Günter Nimtz ve A. Alfons Stahlhofen tarafından ortaya konmuştur.
Tarihi
Boş uzayın (vakum) negatif enerjili elektronların oluşturduğu Dirac denizi olarak bilinen bir elektron denizi olarak canlandırılabileceğini söyleyen ilk kişi Paul Dirac'tı. Dirac denizi katı hal fiziğinde tanımlanan krital karılardaki elektron bağ yapısının doğrudan benzeridir. Burada parçacıklar elektron iletkenliğini, antiparçacıklar ise delikleri temsil eder. Birçok olay bu yapıya uyarlanabilir. 1930'larda kuantum alan teorisinin geliştirilmesiyle Dirac denklemlerini düzenleyip pozitronlara parçanın yokluğu yerine gerçek bir parça olarak davranılması sağlandı.
Feynman diyagramları
Teorik parçacık fiziğinde saçılma genliğinin hesaplanması büyük sayılar içeren integral hesaplamalarını gerektirir. Bu integraller Feynman diyagramları olarak da bilinir. Bu diyagramlar çok önemlidir çünkü normalde çok karışık ve soyut olan formülleri basit görsel sunumlara çevirir. Özellikle, diyagramların dışarı uzanan kolları açık kabuklu parçacıklarla ilişkili olabilir. Bu yüzden, diyagramın diğer kollarının sanal parçacıklarla da ilişkilendirilmesi oldukça doğal. Matematiksel olarak diyagramda yayıcı görevi görürler.
Sağdaki görselde, kalın çizgiler gerçek parçacıkları temsil ederken, noktalı çizgiler k momentumunu taşıyan sanal parçacıkları temsil eder. Örneğin, kalın çizgiler elektromanyetik etkileşimli elektronlar, noktalı çizgiler ise sanal fotonun değişimi. Çekirdeklerin etkileşmesi durumunda, noktalı çizgiler sanal pionlar olur (pi mezonları). Şiddetli kuvvetler sayesinde meydana gelen kuark etkileşimlerinde ise, noktalı çizgiler sanal gluonları temsil eder.
Yukarıdaki örnekteki gibi sanal parçacıklar mezonlar veya vektör bozonları ve hatta fermiyonlar olabilir. Yine de, birçok basit diyagram kuantum sayılarını korumak için fermiyon değişimlerini içermez. Sağdaki görsel tek döngü diyagramını göstermektedir ve kalın çizgiler fermiyon yayıcısını temsil ederken, dalgalı çizgiler bozonları temsil eder.
Vakum
Resmi tabiriyle, parçacık, parçacık sayısı operatörünün kuantum durumu olarak düşünülür. Birçok durumda parçacık numara operatörü Hamiltonian sistemle (kuantum mekaniği) takasa girmez. Bu da alandaki parçacık sayısının iyi tanımlanmamış bir nicelik olduğu anlamına gelir. Fakat, diğer kuantum gözlemlenebilirlerine gibi, olasılık dağılımıyla tanımlanabilir. Bu parçacıkların varlığı kalıcı olmadığı için, sanal parçacıkla ya da vakum dalgalanmaları olarak adlandırılır. Bu durum biraz da zaman-enerji belirsizliği prensibinin gösterisi gibidir.
Sanal parçacıkaların vakum içindeki mevcudiyetinin önemli bir örneği Casimir kuvvetidir. Bu kuvvetin açıklaması vakum içindeki bütün sanal parçacıkların enerjilerinin toplamını gerektirir. Bu yüzden, sanal parçacıklar laboratuvar ortamında doğrudan gözlemlenmemiş olsalar bile gözlemlenebilen etkiler bırakıyorlar: sıfır noktasındak enerjileri iyi yerleştirilmiş metal plakalarda ya da dielektriklerde kuvvete sebep olur. Ayrıca, Casimir etkisi rölativistik van der Waals kuvveti olarak da tanımlanabilir.
Çift üretimi
Sanal parçacıklar popüler bilimde genellikle parçacık-antiparçacık çifti olarak tanıtılırlar. Bu çift çok kısa bir süre için var olur ve sonrasında birbirlerini yok ederler. Bazı durumlarda, birbirlerini yok etmelerine fırsat vermeden dış kuvvetle ayırıp birer gerçek parçacık haline getirilmeleri mümkündür.
Ayırma işlemi iki şekilde yapılabilir. ivmelenen bir referans noktasında, sanal parçacıklar ivmelenen gözlemciye gerçek parçacıklarmış gibi görünebilir. Buna Unruh etkisi denir. Kısaca, ivmelenen gözlemci için sabit bir noktada beliren vakum, termodinamik eşitlikteki gerçek parçacıkların ılık gazı olur.
Çok güçlü elektrik alanlardaki çift üretimi vakum bozunumu olarak da adlandırılır. Örneğin, eğer bir atom çekirdeği çifti 140'tan büyük bir yükle birleşirse, elektrik alanın şiddeti vakum dışındaki pozitron-elektron çiftinin üretilmesi için gereken enerjiye eş değer olur. Bu çift üretim genliği ilk olarak Julian Schwinger tarafından hesaplandı.
Gerçek ve sanal parçacıkların karşılaştırılması
Kuantum mekaniğinin belirsizliğinin bir sonucu olarak, sınırlı bir zaman içinde sınırlı bir hacimde var olan herhangi bir cismin enerji ve momentumu tam olarak tanımlanamaz. Sanal parçacıkların kütle-kabuk ilişkisine uymak zorunda olmamasının sebebi de budur. Ancak yine de sanal parçacığın varlığı ne kadar uzun sürerse kütle-kabuk ilişkisine de o kadar uymaya başlar. İstediği kadar uzun süre varlığını koruyabilen sanal parçacıklar, normal parçacıklardır ve bu açıdan mikrodalga gibi elektromanyetik dalgalar sanallar yerine gerçek fotonlar içerir. (Tipik bir güç yayan mikrodalga fırını her saniye kabaca 
gerçek foton üretir.)
Ancak, her parçacık bir sebeple yıkıma uğrayacağı için sonlu bir ömre sahiptir. Bu yüzden gerçek ve sanal parçacık arasında mutlak bir fark yoktur. Normal parçacıkların ömürleri sanallarınkinden çok daha uzun olduğu için parçacık fiziğinde böyle bir ayrım yapmak daha verimlidir.
Kaynakça
- ^ Peskin, M.E., Schroeder, D.V. (1995).
- ^ Mandl, F., Shaw, G. (1984/2002).
- ^ a b c Cambridge, Mark Thomson, University of (2013). Modern particle physics. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN .
- ^ Hawking, Stephen (1998). A brief history of time (Updated and expanded tenth anniversary bas.). New York: Bantam Books. ISBN .
- ^ Walters, Tony Hey ; Patrick (2004). The new quantum universe (Reprint. bas.). Cambridge [u.a.]: Cambridge Univ. Press. ISBN .
- ^ Calle, Carlos I. (2010). Superstrings and other things : a guide to physics (2. bas.). Boca Raton: CRC Press/Taylor & Francis. ss. 443–444. ISBN .
- ^ G. Nimtz, On Virtual Phonons, Photons and Electrons, Found.
- ^ A.Stahlhofen and G. Nimtz, Evanescent Modes are Virtual Photons, Europhys.
- ^ Raymond, David J. (2012). A radically modern approach to introductory physics: volume 2: four forces. Socorro, NM: New Mexico Tech Press. ss. 252–254. ISBN . 4 Mart 2016 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 27 Mayıs 2016.
- ^ Choi, Charles Q. (13 Şubat 2013). "A vacuum can yield flashes of light". Nature. doi:10.1038/nature.2013.12430. 15 Eylül 2019 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 2 Ağustos 2015.
- ^ Lambrecht, Astrid (Eylül 2002). "The Casimir effect: a force from nothing". Physics world. 15 (9). ss. 29–32.
- ^ Jaffe, R. L. (12 Temmuz 2005). "Casimir effect and the quantum vacuum". Physical Review D. 72 (2). arXiv:hep-th/0503158 $2. Bibcode:2005PhRvD..72b1301J. doi:10.1103/PhysRevD.72.021301.
Dış bağlantılar
- Are virtual particles really constantly popping in and out of existence? — Gordon Kane, director of the Michigan Center for Theoretical Physics at the University of Michigan at Ann Arbor, proposes an answer at the Scientific American website.
- Virtual Particles: What are they?24 Nisan 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- D Kaiser (2005) American Scientist 93 p. 156 popular article31 Ekim 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Fizikte sanal parcacik siradan parcaciklarin ozelliklerini sergileyen fakat sinirli bir sureligine var olan gecici dalgalanma olarak tanimlanir Sanal parcacik kavrami siradan parcaciklar arasindaki etkilesimi sanal parcaciklar arasindaki degis tokus olarak tanimlayan kuantum alan teorisinin Perturbasyon teorisi kisminda ortaya cikar Sanal parcaciklari iceren herhangi bir surec sanal parcaciklari ic cizgilerle temsil eden ve Feynman diyagrami olarak bilinen sematik tasarimi dogrular Her zaman enerji ve momentumu korumalarina ragmen sanal parcaciklarin gercek parcacikla uyan kutlenin aynisini tasima gereklilikleri yoktur Sanal parcaciklarin var olma suresi uzadikca normal parcaciklarla ozelliklerinin benzerligi artar Sanal parcaciklar parcacik sacilmasi ve Casimir kuvveti dahil fizigin bircok surecinde onemli bir yere sahiptirler Kuantum alan teorisinde elektromanyetik itme ve iki yuk arasindaki cekim gibi klasik kuvvetler bile yukler arasindaki bircok sanal fotonun degis tokusundan oturu gerceklestigi dusunulebilir Sanal parcaciklar serbest ve belli belirsiz sekilde tanimlaniyor ve dunyanin gercek parcaciklardan olustugu gorusune deginiyor gibi gorunse de bundan ziyade bu gercek parcaciklar kuantum alanlarinin temel uyarimlari olarak daha iyi bir sekilde anlasilabilir Sanal parcaciklar ayrica temel alanlarin da uyarimlaridirlar ama gecici anlamda etkilesim hesaplamalarinda ortaya cikarlar ve asla sacilim matrisini asimptotik olarak belirtmez veya indekslemezler Sanal parcaciklarin dogruluk ve kullanimi gibi hesaplamalar kesin olarak hesaplanmis olmalarina ragmen onlarin gercekligi veya varligi bilimselden ziyade felsefi bir tartisma urunudur Antiparcaciklarin varligi kanitlanmistir ve sanal parcaciklar veya sanal antiparcaciklar ile karistirilmamalidirlar OzellikleriSanal parcacik kavrami kuantum alan teorisinin asil parcaciklarin aralarindaki etkilesimin sanal parcaciklarin degis tokusu baz alinarak hesaplanan ve bir yaklasim semasi olan Perturbasyon teorisi kisminda ortaya cikmistir Bu tarz hesaplamalar genellikle sanal parcaciklarin ic cizgi olarak goruldugu sematik bir sunum olan Feynman Diyagrami yardimiyla hesaplanir Etkilesimleri sanal parcaciklarin degis tokusu baz alinarak q nun parcaciklarin etkilesim alanina girip cikan 4 momentumunun arasindaki farklar gozetilerek verildigi sanal parcacigin 4 q momentumnunun degis tokusu acisindan ifade ederek hem momentum hem de enerji Feynman Diagraminin etkilesim kosesinde korunmus olur 119 Bir sanal parcacik m2c4 E2 p2c2 olarak gosterilen enerji momentum iliskisi kuralina tam olarak uymaz Sanal parcacigin kinetik enerjisi hizla olagan bir iliskiye sahip olmayip zit olabilir 110 Bu durum kapali kutle kabugu tabiriyle ifade edilir Bir sanal parcacik icin genlesme ihtimalinin var olmasi parcacigin uzun mesafe ve zamana bagli olarak olusan kendini yok etme girisimleri tarafindan iptal olma egilimindedir 119 Sonuc olarak gercek bir foton kutlesiz bu nedenle de iki polarizasyon haline sahip olurken sanal olan fazlasiyla agirdir ve uc polarizasyon haline sahiptir Kuantum tunelleme sanal parcacik degis tokus gorunumu olarak dusunulebilir 235 Sanal parcaciklar tarafindan tasinan kuvvet cesitleri enerji ve zamani eslenik ve degisken sayan bir ilke tarafindan sinirlandirilmasi nedeniyle daha buyuk kutleye sahip sanal parcaciklar daha sinirli bir menzile sahiptirler Fizik denklemleri ve klasik matematik gosterimleri yazildiginda gercek parcaciklarla sanal parcaciklar arasindaki ayrim icin bir isaret yazilmaz Bir sanal parcacikta mevcut olan genlik yoklugunun genisligine engel olurken gercek bir parcacik varligi ve yoklugu arasindaki uyumu durdurmasindan dolayi birbirlerine bir daha mudahale etmezler Kuantum alan teorisi baz alindiginda gercek parcaciklara temel kuantum alanlarinin sezilebilir uyarimlari olarak bakilir Sanal parcaciklar da temel kuantum alanlarinin uyarimlari olarak gorulmelerine ragmen sezilebilir parcaciklar olarak gorunmeyip sadece kuvvet olarak ortaya cikarlar Hesaplamalarda gecici anlamda ortaya cikarlar fakat tek parcacik olarak belirlenemezler Bundan oturu matematiksel ifadelerde sacilma matrisinin indisi icinde gorunmezler bir diger deyisle asla modellenen fiziksel sureclerin gozle gorulur giris veya cikislari olarak ortaya cikmazlar Sanal parcacik kavraminin modern fizikte ortaya ciktigi iki temel yontem vardir Feynman diyagraminin ara terimler olarak ortaya cikarlar bir diger deyisle perturbatif hesaplama terimleri olarak Bunun disinda yari perturbatif hesaplamalari ozet gecen sonsuz sayida evre kumeleri olarak da ortaya cikarlar ki bu durumda bazen sanal parcacigin etkiye vasita olan mekanizmaya katkida bulundugu veya etkinin sanal parcacikta meydana geldigi soylenir 118BelirtileriEtkilesimler esnasinda ortaya cikip sanal parcaciklari iceren bircok izlenebilir fiziksel olgu vardir Serbest ve gercek olduklarinda kutlenin gerisini sergileyen bozonik parcaciklar icinse sanal etkilesimler parcacik alisverisiyle uretilmis nispeten kisa menzilli kuvvet etkilesimleri ile karakterize edilirler Bu tarz kisa menzilli etkilesimlerin ornekleri guclu ve zayif kuvvetler ile bu kuvvetlerle iliskili alan bozonlaridir Yercekimi ve elektromanyetik kuvvetler ise uzun menzil ozellikle birlesik bozon parcaciklarinin hiclik kutleleri tarafindan sanal parcaciklarin aracilari olmaya zorlanirlar Fakat fotonlar acisindan bakildiginda ise sanal parcaciklar tarafindan yapilan guc ve bilgi transferleri nispeten kisa menzilli olgulardir bu olgulara ornek olarak halka ve anten alanlarinin yakinlarinda gorulen karakteristik olarak tumevarimsal ve kapasitif kisa menzilli etkiler verilebilir Sanal parcaciklarin incelenebilecegi bazi etkilesim alanlari sunlardir Elektrik yukleri arasindaki Coulomb kuvveti statik elektrik kuvveti Sanal fotonlarin degisimi sayesinde olusur Bu degisiklik simetrik uc boyutlu uzayda elektrik kuvvetinin ters kare kuralina uymasiyla sonuclanir Dipoller arasi manyetik alan Sanal fotonlarin degisimiyle olusur Bu degisiklik uc boyutlu simetrik uzayda manyetik kuvvetin ters kup kuralina uymasiyla sonuclanir Elektromanyetik induksiyon Sanal gluonlarin etkisiyle meydana gelen kuarklar arasi siddetli nukleer kuvvet Bu kuvvetten geriye kalan uclu kuarklar notron ve proton ve pi ve rho gibi sanal mezonlar notron ve protonu cekirdegin icinde tutar Sanal W ve Z bozonlarinin degisimiyle meydana gelen zayif nukleer kuvvet Uyarilmis atom ya da atom cekirdeginin bozunmasi suresince meydana gelen spontane foton emisyonu Casimir kuvveti Taban durumdaki elektromanyetik alanin iki notr metal plaka arasinda olusturdugu cekim Van der Waals kuvveti kismen iki atom arasindaki casimir kuvveti Vakum kutuplasmasi vakumun bozunmasini ve cift uretimini icerir Atomik seviyelerin pozisyonlarindaki Lamb kaymasi Kutlecekim alaninin foton ciftleri uretimine sebep olacak kadar kuvvetli oldugu durumlarda Hawking radyasyonu Bunlarin bircogu kati hal fiziginde benzer etkilere sahiptir Hatta bunlar uzerinde calisarak kati hal fizigini daha iyi anlamak mumkundur Yari iletkenlerde elektron pozitron ve fotonlarin alan teorisindeki rolu iletim kusagindaki elektronlar degerlik kusagindaki delikler ve kristal orgunun titresimleri ve fononlariyla yer degistirir Sanal parcacik olasilik genliginin korunmadigi sanal haldedir Sanal fonon foton ve elektronun makroskobik ornekleri tunelleme islemi sirasinda Gunter Nimtz ve A Alfons Stahlhofen tarafindan ortaya konmustur TarihiBos uzayin vakum negatif enerjili elektronlarin olusturdugu Dirac denizi olarak bilinen bir elektron denizi olarak canlandirilabilecegini soyleyen ilk kisi Paul Dirac ti Dirac denizi kati hal fiziginde tanimlanan krital karilardaki elektron bag yapisinin dogrudan benzeridir Burada parcaciklar elektron iletkenligini antiparcaciklar ise delikleri temsil eder Bircok olay bu yapiya uyarlanabilir 1930 larda kuantum alan teorisinin gelistirilmesiyle Dirac denklemlerini duzenleyip pozitronlara parcanin yoklugu yerine gercek bir parca olarak davranilmasi saglandi Feynman diyagramlariBir parcacik degisimi sacilma diyagrami Teorik parcacik fiziginde sacilma genliginin hesaplanmasi buyuk sayilar iceren integral hesaplamalarini gerektirir Bu integraller Feynman diyagramlari olarak da bilinir Bu diyagramlar cok onemlidir cunku normalde cok karisik ve soyut olan formulleri basit gorsel sunumlara cevirir Ozellikle diyagramlarin disari uzanan kollari acik kabuklu parcaciklarla iliskili olabilir Bu yuzden diyagramin diger kollarinin sanal parcaciklarla da iliskilendirilmesi oldukca dogal Matematiksel olarak diyagramda yayici gorevi gorurler Sagdaki gorselde kalin cizgiler gercek parcaciklari temsil ederken noktali cizgiler k momentumunu tasiyan sanal parcaciklari temsil eder Ornegin kalin cizgiler elektromanyetik etkilesimli elektronlar noktali cizgiler ise sanal fotonun degisimi Cekirdeklerin etkilesmesi durumunda noktali cizgiler sanal pionlar olur pi mezonlari Siddetli kuvvetler sayesinde meydana gelen kuark etkilesimlerinde ise noktali cizgiler sanal gluonlari temsil eder Fermiyon yayicisi ile bir dongu diyagrami Yukaridaki ornekteki gibi sanal parcaciklar mezonlar veya vektor bozonlari ve hatta fermiyonlar olabilir Yine de bircok basit diyagram kuantum sayilarini korumak icin fermiyon degisimlerini icermez Sagdaki gorsel tek dongu diyagramini gostermektedir ve kalin cizgiler fermiyon yayicisini temsil ederken dalgali cizgiler bozonlari temsil eder VakumResmi tabiriyle parcacik parcacik sayisi operatorunun kuantum durumu olarak dusunulur Bircok durumda parcacik numara operatoru Hamiltonian sistemle kuantum mekanigi takasa girmez Bu da alandaki parcacik sayisinin iyi tanimlanmamis bir nicelik oldugu anlamina gelir Fakat diger kuantum gozlemlenebilirlerine gibi olasilik dagilimiyla tanimlanabilir Bu parcaciklarin varligi kalici olmadigi icin sanal parcacikla ya da vakum dalgalanmalari olarak adlandirilir Bu durum biraz da zaman enerji belirsizligi prensibinin gosterisi gibidir Sanal parcacikalarin vakum icindeki mevcudiyetinin onemli bir ornegi Casimir kuvvetidir Bu kuvvetin aciklamasi vakum icindeki butun sanal parcaciklarin enerjilerinin toplamini gerektirir Bu yuzden sanal parcaciklar laboratuvar ortaminda dogrudan gozlemlenmemis olsalar bile gozlemlenebilen etkiler birakiyorlar sifir noktasindak enerjileri iyi yerlestirilmis metal plakalarda ya da dielektriklerde kuvvete sebep olur Ayrica Casimir etkisi rolativistik van der Waals kuvveti olarak da tanimlanabilir Cift uretimiSanal parcaciklar populer bilimde genellikle parcacik antiparcacik cifti olarak tanitilirlar Bu cift cok kisa bir sure icin var olur ve sonrasinda birbirlerini yok ederler Bazi durumlarda birbirlerini yok etmelerine firsat vermeden dis kuvvetle ayirip birer gercek parcacik haline getirilmeleri mumkundur Ayirma islemi iki sekilde yapilabilir ivmelenen bir referans noktasinda sanal parcaciklar ivmelenen gozlemciye gercek parcaciklarmis gibi gorunebilir Buna Unruh etkisi denir Kisaca ivmelenen gozlemci icin sabit bir noktada beliren vakum termodinamik esitlikteki gercek parcaciklarin ilik gazi olur Cok guclu elektrik alanlardaki cift uretimi vakum bozunumu olarak da adlandirilir Ornegin eger bir atom cekirdegi cifti 140 tan buyuk bir yukle birlesirse elektrik alanin siddeti vakum disindaki pozitron elektron ciftinin uretilmesi icin gereken enerjiye es deger olur Bu cift uretim genligi ilk olarak Julian Schwinger tarafindan hesaplandi Gercek ve sanal parcaciklarin karsilastirilmasiKuantum mekaniginin belirsizliginin bir sonucu olarak sinirli bir zaman icinde sinirli bir hacimde var olan herhangi bir cismin enerji ve momentumu tam olarak tanimlanamaz Sanal parcaciklarin kutle kabuk iliskisine uymak zorunda olmamasinin sebebi de budur Ancak yine de sanal parcacigin varligi ne kadar uzun surerse kutle kabuk iliskisine de o kadar uymaya baslar Istedigi kadar uzun sure varligini koruyabilen sanal parcaciklar normal parcaciklardir ve bu acidan mikrodalga gibi elektromanyetik dalgalar sanallar yerine gercek fotonlar icerir Tipik bir guc yayan mikrodalga firini her saniye kabaca 1026 displaystyle 10 26 gercek foton uretir Ancak her parcacik bir sebeple yikima ugrayacagi icin sonlu bir omre sahiptir Bu yuzden gercek ve sanal parcacik arasinda mutlak bir fark yoktur Normal parcaciklarin omurleri sanallarinkinden cok daha uzun oldugu icin parcacik fiziginde boyle bir ayrim yapmak daha verimlidir Kaynakca Peskin M E Schroeder D V 1995 Mandl F Shaw G 1984 2002 a b c Cambridge Mark Thomson University of 2013 Modern particle physics Cambridge Cambridge University Press ISBN 978 1107034266 Hawking Stephen 1998 A brief history of time Updated and expanded tenth anniversary bas New York Bantam Books ISBN 9780553896923 Walters Tony Hey Patrick 2004 The new quantum universe Reprint bas Cambridge u a Cambridge Univ Press ISBN 9780521564571 Calle Carlos I 2010 Superstrings and other things a guide to physics 2 bas Boca Raton CRC Press Taylor amp Francis ss 443 444 ISBN 9781439810743 G Nimtz On Virtual Phonons Photons and Electrons Found A Stahlhofen and G Nimtz Evanescent Modes are Virtual Photons Europhys Raymond David J 2012 A radically modern approach to introductory physics volume 2 four forces Socorro NM New Mexico Tech Press ss 252 254 ISBN 978 0 98303 946 4 4 Mart 2016 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 27 Mayis 2016 Choi Charles Q 13 Subat 2013 A vacuum can yield flashes of light Nature doi 10 1038 nature 2013 12430 15 Eylul 2019 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 2 Agustos 2015 Lambrecht Astrid Eylul 2002 The Casimir effect a force from nothing Physics world 15 9 ss 29 32 Jaffe R L 12 Temmuz 2005 Casimir effect and the quantum vacuum Physical Review D 72 2 arXiv hep th 0503158 2 Bibcode 2005PhRvD 72b1301J doi 10 1103 PhysRevD 72 021301 Dis baglantilarAre virtual particles really constantly popping in and out of existence Gordon Kane director of the Michigan Center for Theoretical Physics at the University of Michigan at Ann Arbor proposes an answer at the Scientific American website Virtual Particles What are they 24 Nisan 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde D Kaiser 2005 American Scientist 93 p 156 popular article31 Ekim 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde