Палярызацыя вакууму

У паняцця ёсць і іншыя значэнні, гл. Палярызацыя.

Палярызацыя вакууму — сукупнасць віртуальных працэсаў нараджэння і анігіляцыі пар часціц у вакууме, абумоўленых квантавымі флуктуацыямі. Гэтыя працэсы фарміруюць ніжні (вакуумны) стан сістэм узаемадзеючых квантавых палёў.

Механізм палярызацыі вакууму

Дыяграма Фейнмана для працэсу палярызацыі вакууму (аднапетлявое прыбліжэнне). Віртуальная пятля

У адрозненне ад абстрактнага (матэматычнага) вакууму, фіксаванага прыборамі, які ўяўляецца абсалютнай пустатой, рэальны (фізічны) вакуум з'яўляецца пустым толькі «у сярэднім». Аднак, як бы добра мы ні спустошылі і ні экранавалі пэўную вобласць прасторы, у ёй, у сілу прынцыпу нявызначанасці могуць існаваць віртуальныя часціцы. У тым ліку, магчыма нават нараджэнне зараджаных часціц у пары са сваёй антычасціцай — гэта так званая, віртуальная пятля на дыяграме Фейнмана. Пятля можа існаваць вельмі кароткі час, у граніцах квантавай нявызначанасці

${\displaystyle \delta t\approx \hbar /\delta E,}$

каб не парушаць закон захавання энергіі. Але калі на вакуум уздзейнічае вонкавае поле, то за кошт яго энергіі магчыма нараджэнне рэальных часціц. Узаемадзеянне часціц з вакуумам прыводзіць да змены масы і зарада часціц^[1].

У квантавай электрадынаміцы

Палярызацыя вакууму ў квантавай электрадынаміцы заключаецца ва ўтварэнні віртуальных электронна-пазітронна (а таксама мюон-антымюонных і таон-антытаонных) пар з вакууму пад уплывам электрамагнітнага поля. Палярызацыя вакууму прыводзіць да радыяцыйных паправак у законах квантавай электрадынамікі і да ўзаемадзеяння нейтральных часціц з электрамагнітным полем^[2][3].

У квантавай хромадынаміцы

Палярызацыя вакууму глюонамі ў квантавай хромадынаміцы прыводзіць да антыэкраніроўкі каляровага зарада і, у выніку, да неназіральнасці свабодных кваркаў^[4].

У гравітацыі

На звышмалых адлегласцях (${\displaystyle 10^{-33}}$ см) узнікае сувязь квантавых эфектаў з гравітацыйнымі. Звышцяжкія віртуальныя часціцы ствараюць вакол сябе прыкметнае гравітацыйнае поле, якое пачынае скажаць геаметрыю прасторы. Масы такіх часціц ${\displaystyle m\approx {\sqrt {\frac {\hbar c}{g}}}}$, прыкладна ${\displaystyle 10^{19}}$ ГэВ/c² (планкаўская маса), даўжыня хвалі ${\displaystyle \lambda \approx {\frac {\hbar }{mc}}}$, прыкладна ${\displaystyle 10^{-33}}$ см (планкаўская даўжыня)^[1]. Мяркуецца, што працэсы гравітацыйнай палярызацыі вакууму адыгрываюць важную ролю ў касмалогіі^[5].

З другога боку, цалкам магчыма, што на такіх адлегласцях традыцыйныя ўяўленні аб прасторы і часе (і, у тым ліку, аб палярызацыі вакууму) становяцца зусім непрыдатнымі, і звыклы квантавапалявы падыход перастае быць адэкватным, саступаючы месца тэорыям квантавай гравітацыі, заснаваным на выяўленні незвычайных геаметрычных і тапалагічных уласцівасцей квантаванай прасторы-часу, такім, як М-тэорыя, петлявая квантавая гравітацыя і прычынная дынамічная трыянгуляцыя.

Праявы палярызацыі вакуума

• Анамальны магнітны момант
• Дэльбрукаўскае рассейванне
• Эфект Унру
• Лэмбаўскі зрух
• Эфект Казіміра
• Выпраменьванне Хокінга
• Эфект Шарнхорста