Vaheosakesed

Vaheosakesed (ka vahebosonid, kalibratsiooniosakesed, kalibratsioonibosonid; inglise gauge bosons) on fundamentaalse jõu vahendajad. Kõik tuntud vaheosakesed on bosonid (nende spinn on täisarvuline). Vaheosakesed vahendavad vastastikmõju fermionide (poolearvulise spinniga osakeste) vahel. Selleks, et kaks fermioni oleks omavahel vastasmõjus, peab üks fermion kiirgama vaheosakese (enamasti virtuaalse) ja teine fermion selle neelama.

Vaheosakeste loetelu

• Footon vahendab elektromagnetilist vastasmõju. Tema seisumass on 0 ning ta ise ei kanna vahendatavat elektrilaengut.
• W-boson ja Z-boson vahendavad nõrka vastasmõju. Nad omavad seisumassi (on sada korda prootonist raskemad) ning seetõttu on nende vahendatav vastasmõju piiratud (10^–18 meetrit, mis on umbes 1000 korda väiksem kui aatomituuma läbimõõt).
• Gluuon vahendab tugevat vastasmõju. Tema seisumass on 0, kuid erinevalt teistest vaheosakestest kannab gluuon värvilaengut (koos antivärvilaenguga) ja osaleb ka ise aktiivselt vahendatavas vastastikmõjus. Nagu kvargid, ei saa ka gluuonid eksisteerida üksikuna omaette.
• Graviton peaks vahendama gravitatsiooni. Seda osakest ei ole veel avastatud.

Nimi	Sümbol	Laeng (e)	Spinn	Mass (GeV/c2)	Vahendatav jõud
Footon	γ	0	1	0	Elektromagnetism
W-boson	W±	±1	1	80,4	Nõrk vastasmõju
Z-boson	Z0	0	1	91,2	Nõrk vastasmõju
Gluuon	g	0	1	0	Tugev vastasmõju

Virtuaalsed ja reaalsed vaheosakesed

Vaheosakesed võivad olla virtuaalsed või reaalsed. Virtuaalsed vaheosakesed eksisteerivad väga piiratud aja jooksul väga väikeses ruumiosas määramatuse printsiibi tõttu. Tavaliselt vahendavad virtuaalosakesed vastasmõjusid seal, kus reaalsed osakesed seda mõne jäävusseaduse tõttu teha ei saaks. Näiteks aatomituuma ja tema elektronkatte vahelist elektromagnetilist vastasmõju vahendavad virtuaalsed footonid. Peab märkima, et suurem osa vaheosakestest on virtuaalsed.

Reaalsed vaheosakesed vahendavad vastasmõju vastavalt kõigile jäävusseadustele ja nende mõju ei ole piiratud ajas ega ruumis (kui seda mõju ei piira mõni muu tegur, näiteks vaheosakese seisumass (W- ja Z-boson) või allumine tugevale vastasmõjule (gluuon)). Näiteks elektroni ergastamine aatomi valentselektronkihis toimub täiesti reaalse footoni neeldumise tulemusena.