vakuum-polarisasjon

Vakuum-polarisasjon er eit fenomen i kvantefysikken der det i visse samanhengar spontant oppstår eit par av eit elektron og eit positron.

I kvantefeltteori kan elementærpartiklar spontant oppstå og forsvinne i løpet av svært stutt tid. Dette blir kalla for kvantefluktuasjonar. I slike kvantefluktuasjonar kan det oppstå eit elektron–positron-par. Elektronet har negativ elektrisk ladning og positronet positiv elektrisk ladning, og ein kan då seia at vakuum er (elektrisk) polarisert.

Denne effekten kan tolkast som ein modifisering av Coulomb-potensialet. Effekten kan alternativt tolkast som ein modifikasjon av finstrukturkonstanten, slik at denne konstanten blir energiavhengig. Dersom ein tek med alle kvantefluktuasjonane innanfor standardmodellen, blir den elektromagnetiske finstrukturkonstanten omtrent 1/129 ved energien til Z-bosonet (m_Z c²) . Den kjende verdien på 1/137 er då verdien som gjeld ved svært låge energiar.

Vakuum-polarisasjon er ikkje begrensa til elektron–positron-par. Alle elementærpartiklar med elektrisk ladning vil bidra til vakuum-polarisasjon. Meir generelt vil det i alle kvantefeltteoriar kunne oppstå partikkel–antipatikkel-par som i ein viss forstand polariserer vakuum. Til dømes i kvantekromodynamikk (sterk vekselvirkning) vil det kunne oppstå kvark–antikvark-par med motsette fargeladninger. I dette tilfelle vil det også oppstå eit gluon-par som kvantefluktuasjon. Dette fenomenet er svært viktig då det er ansvarleg for at sterk vekselverknad blir sterk når avstanden mellom kvarkane blir større enn omlag ein fermi , slik at kvarkane ikkje slepp ut av det hadronet dei sit inni.