Τα εικονικά σωματίδια είναι σωματίδια με πολύ μικρό χρόνο ζωής, δεν μπορούν να παρατηρηθούν αλλά η παρουσία τους επηρεάζει φυσικές ποσότητες (όπως την μάζα ενός σωματιδίου ή την ηλεκτρική δύναμη μεταξύ φορτισμένων σωματιδίων) με μετρήσιμο τρόπο.

Η παρουσία των εικονικών σωματιδίων είναι ένα καθαρά κβαντομηχανικό φαινόμενο. Σωματίδια μπορούν να παραχθούν από το κενό και να εξαφανιστούν πολύ γρήγορα. Ή, ακόμα, (πραγματικά) σωματίδια μπορούν να εκπέμψουν εικονικά, τα οποία αφού κινηθούν για πολύ μικρά διαστήματα εξαφανίζονται, αλληλεπιδρώντας με σωματίδια. Η Αρχή της Αβεβαιότητα του Heisenberg περιορίζει τη διάρκεια της εφήμερης παρουσίας των εικονικών σωματιδίων και (επομένως) και την απόσταση που μπορούν να διανύσουν.

Τα εικονικά σωματίδια αποτελούν ταυτόχρονα "κατάρα" και "ευχή". Κατάρα, διότι η παρουσία τους περιπλέκει πολύ τους υπολογισμούς σε απλά φαινόμενα, όπως για παράδειγμα η ηλεκτρική δύναμη μεταξύ ενός ηλεκτρονίου και ενός πρωτονίου. Ευχή, διότι η έμμεση παρουσία τους σε υποατομικά φαινόμενα μπορεί να αναδείξει νέα σωματίδια και νέες δυνάμεις που διαφεύγουν την άμεση παρατήρηση ακόμα και στα πειράματα των μεγαλύτερων επιταχυντών.

Για παράδειγμα, οι επιστήμονες έχουν μετρήσει την συνεισφορά των εικονικών σωματιδίων στην μάζα του πρωτονίου καθώς και στην ελκτική δύναμη μεταξύ δύο μεταλλικών πλακών. Πειράματα έχουν επίσης πιστοποιήσει την συνεισφορά εικονικών σωματιδίων όπως του σωματιδίου higgs (που ακόμα δεν έχει παρατηρηθεί) το οποίο θεωρείται υπεύθυνο για την έννοια της μάζας. Επομένως, δεν είμαστε απλά αρκετά αισιόδοξοι ότι πράγματι το σωματίδιο higgs υπάρχει αλλά γνωρίζουμε αρκετά καλά πού ακριβώς θα το βρούμε.

Craig Dukes, University of Virginia

Μετάφραση: Λεωνίδας Καλούσης

Σημ.μετ.: κάθε σωματίδιο μπορεί να εμφανιστεί ως εικονικό (δηλαδή μη παρατηρήσιμο) σε κάποια διαδικασία και ως πραγματικό (δηλαδή παρατηρήσιμο) σε μιά άλλη.