光子と仮想光子

教えて下さい。
光子と仮想光子は何が同じで、何が違うのですか？
実体が違う？
質量？電気量？スピン？
何が違う？

No.1 ベストアンサー 回答者： むらさめ 回答日時： 2020/11/14 21:49

量子論において、量子間のクーロン力を説明するとき、量子間で交換されているものが仮想光子です。

仮想という意味は、計算上では想定できるが実際には観測されない粒子を仮想粒子といいます。

原子の中や電子の周りには仮想の光子や仮想素粒子がまとわり付いていて、クーロン力なら仮想光子が理論的に存在するのですが、実際には仮想光子が観測されている訳ではないです。

仮想光子は場の量子論ではクーロン力などを説明するための重要な研究対象ですが、私にはこれ以上の回答は出来ないです。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時：2020/11/14 21:59

No.6 回答者： puyo3155 回答日時： 2020/11/19 22:37

場の量子論において、ゲージ原理と最小作用の原理から導出して得られる電磁相互作用では、光子の生成演算子と消滅演算子があらわれ、その組み合わせで、電荷をもった粒子間んが力を及ぼしあいます。

この計算上の、力を媒介する光子を仮想光子といいます。反応を媒介する存在で、生成と消滅がセットなので、観測はできませんし、エネルギー保存の法則を破っても短い時間存在できます。

一般の光子は、エネルギーをもって、相互作用なしに空間を伝搬します。まるで粒子のように見えます。

No.5 回答者： d9win 回答日時： 2020/11/15 13:28

私も、他の方の回答と同じように思ってますが、#3回答とは逆に、仮想光子は常に対になっているので外部に現れないのではないかと推定します。

つまり、2つの物体の間で力をキャッチボールする際に、それぞれが同時に光子を放出して、受け取るのがバランスが良いと思います。つまり、ボール(光子)は常に対になって存在しているのではないでしょうか。通常の光子(いわゆる光)には、そのような制限はありません。
そして、仮想光子は、光子と同じ質量と電気を有しているとして、理論的に扱われているので、光子と同じ実体であると理解してます。スピンも同じであろうと思うのですが、特段の根拠はありません。

No.4 回答者： satoumasaru 回答日時： 2020/11/15 06:50

No1さんのおっしゃるとおりです。

粒子間に働く力をもっているのが仮想粒子です。
この仮想粒子がキャッチボールをすることにより、粒子間の力が発生します。この仮想粒子の質量により到達距離がかわります。
仮想粒子にエネルギーをあたえると実粒子になります。

ゲージ粒子
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B2%E3%83%BC …

No.3 回答者： chiha2525 回答日時： 2020/11/15 02:19

何らかの制約で、光子も対（２つセット）で生成されなければならないというのがあって、それに反して単独で生成されると考えるのが仮想光子、だったような気がしてたのだけど、何かの思い違いだったかもしれない。

No.2 回答者： ibm_111 回答日時： 2020/11/15 00:17

特殊相対論の制約

エネルギー^2 −　運動量^2 = 質量^2
を満たす光子（質量=0）が，普通の光子
満たさない光子が仮想光子です．
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BB%AE%E6%83%B3 …