Neexistujú, no najlepšie predpovedajú vesmír. Fyzici odhalili tajomnú moc, ktorá hýbe realitou
Vo fyzike sa občas stáva, že najlepším kľúčom k pochopeniu reality sú objekty, ktoré v skutočnosti neexistujú. Virtuálne častice, ktoré v polovici 20. storočia zaviedol legendárny fyzik Richard Feynman, sú toho najlepším príkladom. Hoci ich nikdy priamo nezachytíme žiadnym detektorom, bez nich by sme nedokázali pochopiť, ako sa skutočné častice vo vesmíre správajú. Vďaka nim dokážu fyzici predpovedať výsledky experimentov s presnosťou, aká nemá v dejinách vedy obdobu.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneTento paradox stojí v jadre jednej z najväčších záhad modernej fyziky: Ak matematický nástroj dokáže dokonale predpovedať realitu, nezaslúži si označenie „skutočný“? Téme sa venoval profesor Dipangkar Dutta vo svojom príspevku na webe Science Alert.
Iluzórne častice, ktoré hýbu vesmírom
Skutočné častice, ako elektróny alebo protóny, sú „hrčky energie“, ktoré vieme zachytiť prístrojmi – ich existenciu teda možno overiť experimentálne. Virtuálne častice sú iné. Neexistujú ako trvalé objekty v priestore, sú iba matematickou pomôckou, ktorá umožňuje pochopiť, ako sa skutočné častice navzájom ovplyvňujú.
Feynman prišiel s myšlienkou, že interakcie medzi časticami – napríklad elektromagnetické odpudzovanie medzi elektrónmi – sa dajú elegantne opísať ako výmena efemérnych virtuálnych častíc, napríklad fotónov. Tieto častice nevznikajú a nezanikajú tak, ako sme zvyknutí pri reálnych objektoch, ale krátko „vystúpia“ z prázdneho priestoru a okamžite zmiznú. Kvantová neurčitosť umožňuje, že si na zlomok sekundy „požičajú“ energiu z vákua a sprostredkujú pôsobenie síl.
Virtuálne častice sa preto často zobrazujú v slávnych Feynmanových diagramoch, ktoré vyzerajú ako kreslené schémy časticového ping-pongu. Tieto diagramy dodávajú virtuálnym časticiam istý pocit reality, hoci ide iba o vizuálnu pomôcku pre výpočty.

Presnosť, ktorá vyráža dych
Napriek svojej „neskutočnej“ povahe virtuálne častice umožňujú predpovedať experimentálne výsledky s neuveriteľnou presnosťou. Fyzici dokážu vďaka nim vypočítať napríklad elektromagnetickú interakciu medzi dvoma elektrónmi až na 12 desatinných miest – čo je ako zmerať vzdialenosť medzi severným a južným pólom s presnosťou na hrúbku vlasu.
„Ak dokážeme s takou presnosťou predpovedať, ako sa častice správajú, zdá sa, že tieto virtuálne častice musia skutočne existovať,“ poznamenáva profesor jadrovej fyziky z Mississippi State University.
Dutta a jeho kolegovia nedávno využili koncept virtuálnych fotónov pri meraní veľkosti protónu. Bombardovali atómy vodíka prúdom elektrónov a z reakcií dokázali odvodiť, že elektróny „cítia“ prítomnosť protónu výmenou virtuálnych fotónov. Podobne sa virtuálne častice uplatňujú aj pri výpočte Casimirovho efektu, pri ktorom sa dve kovové doštičky vo vákuu navzájom priťahujú, hoci medzi nimi nie je žiadna hmota.
Virtuálne častice zohrávajú úlohu dokonca aj pri teoretickom fenoméne známeho ako Hawkingovo žiarenie. Na okrajoch čiernych dier sa spontánne objavujú páry virtuálnych častíc; jednu z dvojice vtiahne gravitačné pole čiernej diery, zatiaľ čo druhá unikne, čím čierna diera postupne stráca energiu a „vyparuje sa“.
Fikcia alebo skutočnosť?
Otázka, či sú virtuálne častice len šikovnou ilúziou alebo skutočnými súčasťami vesmíru, rozdeľuje fyzikov už desaťročia. Niektorí zastávajú postoj, ktorý preslávil Feynman: „Jednoducho mlčte a počítajte.“ Podľa nich je dôležité, že výpočty fungujú, bez ohľadu na filozofické otázky o existencii.
Iní vedci sa snažia hľadať alternatívne prístupy, ktoré by umožnili opísať interakcie častíc bez nutnosti používať virtuálne častice. Ak by sa takáto teória osvedčila, virtuálne častice by mohli skončiť ako „éter“ – kedysi považovaný za nevyhnutné médium na šírenie svetla, ktorý však Einsteinova teória relativity úplne vyradila z hry.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Nemci postavia na mieste jadrovej elektrárne gigantickú batériu. Nahradí uhlie aj plyn

USA odhalili tajomstvo, o ktorom sa špekulovalo desaťročia. Na orbite skrývajú tieto ničivé zbrane

Večné chemikálie dostali nečakaný motor rastu. Ak ho nezničia, ľudstvo má veľký problém

Slávne teleskopy našli za Neptúnom 27 záhadných telies. Popierajú fyziku

NASA našla vo vesmíre 84 podozrivých objektov. Doteraz sme nič také nevideli
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Známa značka nákupných centier na Slovensku končí. Štyri obľúbené nákupné centrá menia názov
PREMIUMLekár z Indie na Slovensku odmietol plat 2 800 eur. Niektorí u nás zarobia aj 10-krát viac ako doma

Firma z Voderadov má tržby 22,8 milióna eur, vyskočili až o 817 %. Jej nový produkt zvládne –40 °C

Známy pivovar z Bratislavy zatvára po 8 rokoch: „Výroba skončila úplne, máme dopredaj“

Najbohatšie celebrity sveta: Prvá má viac než 7 miliárd (REBRÍČEK)
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Volkswagen stlačil spotrebu elektromobilu pod 7 kWh. Tajomstvo pritom nie je v obrovskej batérii
- Slováci vytvorili AI videoklip a uspeli s ním až Hollywoode. Stačilo im na to len 300 dolárov
- 4 nové stanice úplne zadarmo. Veľký operátor rozširuje ponuku pre Slovákov
- Náš sused predstavil dron novej generácie. Na cieľ zaútočí rýchlosťou až 450 km/h
- 12 000 objednávok za 24 hodín: Nové čínske SUV láme rekordy, má skvelé parametre
-
- Náš sused predstavil dron novej generácie. Na cieľ zaútočí rýchlosťou až 450 km/h
- Veľká akcia streamovacej služby. Stovky filmov a seriálov ponúka s obrovskou zľavou
- 12 000 objednávok za 24 hodín: Nové čínske SUV láme rekordy, má skvelé parametre
- Netflix a ďalší vytiahnu najväčšie bomby roka. Tieto seriály ovládnu druhú polovicu 2026
- Elektromobily získajú veľký tromf. BYD nasadí prelomovú batériu už budúci rok
-
- 12 000 objednávok za 24 hodín: Nové čínske SUV láme rekordy, má skvelé parametre
- Tri roky čakania sa skončili. Na Netflix práve dorazil seriálový klenot
- BYD postaví vlastnú „námornú armádu“. Objednal 10 obrovských lodí, aby zaplavil svet státisícami áut
- Náš sused predstavil dron novej generácie. Na cieľ zaútočí rýchlosťou až 450 km/h
- Akčný veľkofilm 2026 práve pribudol online aj s dabingom. Mal začať novú éru, nakoniec úplne pohorel
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Známa značka nákupných centier na Slovensku končí. Štyri obľúbené nákupné centrá menia názov
PREMIUMLekár z Indie na Slovensku odmietol plat 2 800 eur. Niektorí u nás zarobia aj 10-krát viac ako doma

Firma z Voderadov má tržby 22,8 milióna eur, vyskočili až o 817 %. Jej nový produkt zvládne –40 °C

Známy pivovar z Bratislavy zatvára po 8 rokoch: „Výroba skončila úplne, máme dopredaj“

