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가상 입자

입자들은 힘 매개 입자를 통해 붕괴한다. 하지만 몇가지 경우에서 입자들은 원래 입자보다 더 큰 질량의 힘 매개 입자를 통해 붕괴할 수 있다. 이 매개 입자는 즉시 작은 질량의 입자들로 변환된다. 이 짧게 사는 매우 무거운 힘 매개 입자는 에너지-질량 보존 법칙을 위배하는 것으로 보이는데, 이 입자의 질량이 어디에서도 나올 수 없기 때문이다!

하이젠버그의 불확정성 원리의 결과는 이 매우 무거운 입자들이 아주 짧은 수명을 가진다면 있을 수 있다는 것이다. 어떤 의미에서, 이들은 실재에 포착되지 않는다. 이 입자들을 가상입자라고 한다.

가상입자는 에너지 보존법칙을 위배하지 않는다. 초기 입자의 운동에너지와 질량 합은 붕괴 결과물의 운동에너지와 질량 합과 동일하다. 가상입자들은 절대로 관측될 수 없을 정도로 짧은 시간동안만 산다.

대부분의 과정들은 가상-힘 운반 입자에 의해 매개된다. 중성자의 베타붕괴, 맵시(charm)쿼크 생성, 에타-C 입자 붕괴, 그리고 모든 앞으로 깊이 있게 탐구할 것들이 그 예에 해당한다.