Virtuelle Teilchen

Ein Teilchen heißt virtuell, wenn es nicht direkt beobachtet werden kann, weil seine Energie für nur kurze Zeit geborgt wurde.

Wechselwirkungsteilchen sind oft virtuell, es sei denn die Energie in Beschleunigern reicht für die Produktion reeller Teilchen aus.

Die Reichweite und Lebensdauer von virtuellen Teilchen

Nach der über die Heisenbergsche Unschärfebeziehung kann der Energiebetrag ΔE für die Zeitspanne Δt geborgt werden, wenn gilt:

wobei h das Plancksche Wirkungsquantum und damit eine sehr kleine Zahl darstellt.

Nach Einsteins Relativitätstheorie beträgt die Energie eines Teilchens mit der Masse m:

Damit kennen wir die Energie, die geborgt werden muss. Setzen wir die beiden Gleichungen ineinander ein und lösen nach der Zeit auf, so ergibt sich:

Da das Teilchen nicht schneller als das Licht im Vakuum sein kann, legt es in dieser Zeit maximal die folgende Strecke zurück:

Bei masselosen Teilchen ist die Reichweite daher beliebig groß. Aufgrund der hohen Masse der Ws und Zs, hat die schwache Kraft einen recht kurzen Atem.