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各位朋友大家好，歡迎收聽《科學播報》，今天我們講一個平時可能很少涉及的話題，虛粒子。?
那么，什么是“虛粒子”呢？這個概念聽上去很奇幻，它是量子力學中的奇妙特性，已經不止一次地正確預言了很多物理過程。當然，要把虛粒子的概念講清楚，不但要借助費曼圖，而且還不可避免地要用到滿是希臘字母和各種符號的奇怪公式?？偟脕碚f，所謂虛粒子其實就是為了擺平量子力學中的一些方程式，而假想出來的一些虛構粒子。這些虛構的粒子往往具有負的質量和能量，聽上去很不可思議。?
質量和能量怎么可能是負的呢？量子力學中的不確定性原理就允許這種負能量存在。一個虛粒子可以向真空中借能量，從原本什么也沒有的虛空中，突然借得能量，然后馬上又歸還，這個過程要符合不確定性原理，借得的能量越大，則歸還的時間就越短，反之則越長，時間和能量的乘積是一個常數(shù)。所以，有些書上把真空看成是沸騰的海洋，能量不斷地憑空產生又憑空消失。?
雖然，這聽上去更像是一個純數(shù)學手段，就好像為了回答什么數(shù)字的平方會是負數(shù)一樣，數(shù)學家生生造出了虛數(shù)的概念。但是，它卻很管用，在過去的幾十年中，物理學家們用這個方法發(fā)現(xiàn)了很多新東西，例如，正是利用虛粒子的概念，物理學家們首次預言了粲夸克和頂夸克的存在，并且正確估算了它們的質量。?
大型強子對撞機上的LHCb實驗組采用間接方式探測新粒子和新物理的策略，其背后的指導原則正是虛粒子概念。由于這些新粒子僅以虛粒子的形式參與我們測量的所有衰變，我們能探測到的粒子的質量就不受限于加速器所能達到的能量。原則上，如果對合適的衰變過程進行足夠精確的測量，我們就可以探測到超出超環(huán)面儀器（ATLAS）與緊湊渺子線圈（?CMS）?極限的大質量粒子的效應，這些粒子質量太大，不可能在大型強子對撞機中直接產生，更別提探測了。?
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