Sanal parçacıklar nedir?

Bilindiği gibi sanal olmayan gerçek parçacıklar çözündüklerinde çevreye belirli bir miktarda kuantum enerjisi salgılarlar. Bu gerçek atom altı parçacıklarının kendisi tespit edilebildikleri gibi çözülürken yaydıkları enerjinin miktarı ve içeriği de tespit edilebilmektedir, yani bellidir. Bahsi geçen virtüel parçacıkların ise zaman-enerji relasyonları ve reel enerjileri belirsizdir.

Belirsizdir çünkü enerji miktarları veya yaydıkları impuls ölçülemiyor. Bunun nedeni gözlemlenebilmeleri için gereken zaman sürekliliğine sahip olmayışları ve ortaya çıkış ve kayboluş süresi, diğer bir isimle sanal geçişlerin kaydedilemeyecek kadar çok hızlı gerçekleşmeleri. Bu yüzden onlara sanal parçacıklar, enerjilerine de sanal enerji deniliyor. Hatta buna sanal enerji demek de tam doğru değil, belki impuls denilirse daha iyi kavranabilir.

Sanal parçacıkların belirgin bir özelliği sanki hiç yoktan birdenbire ortaya çıkmaları ve ortaya çıktıkları gibi de aniden yok olmalarıdır. Evrende hiçbir madde ya da enerji yok olmadığı ve yoktan da var olmadığı için buna “sanal geçişler” denmektedir. Sanal parçacıkların nereye gittiği, neye çözüldükleri veya nereye sanal geçiş yaptıkları enerjileri belirsin olduğu için bilinmiyor çünkü bu sanal geçişler kaydedilemeyecek kadar çok çabuk gerçekleşmektedirler.

Bunun yanında bazı sanal parçacıklar ortaya çıktıktan sonra çevresindeki kuantum şartların uygunluğuna bağlı olarak enerji kazanıp kendilerini “gerçek şeyler” dünyasında sabitleştirebiliyorlar ve gerçek parçaçıklara dönüşüyorlar. Hatta bunu yapay olarak yapmak da mümkün. Deneylerde sanal parçacıkların ortaya çıktığı ve kaybolduğu bir vakum boşluğuna belirli bir miktar enerji yüklendiğinde bazı sanal parçacıklar gerçek parçacıklara dönüştürülebilmektedir.

Buradaki sanal parçacıklara dair anlaşılmazlık şimdilik kuantum dünyasının en büyük sorunlarından biridir. Bu virtüel parçacıklar görünürde ortaya çıkıp yine çok kısa bir süre içinde kaybolmaktadırlar. Bu sanal parçacıklar gereken reel enerjilere sahip olamadıkları için bildiğimiz gerçek parçacıklara dönüşemeden ortadan kayboluyorlar. Ama bu sanal parçacıkların yok oldukları da söylenemez, çünkü “hiç bir madde veya enerji yok olmadığı ve yoktan da var olmadığı gibi “hiçbir kayıp olasılık da yoktur!”. Çünkü bu işin ilginç yanı eğer sanal fotonlara belirli bir enerji yüklenildiğinde bunlar da gerçek parçacıklara dönüşebiliyorlar.

Bu anlamda bu sanal geçişler bazen kendi başlarına da gerçek geçişlere dönüşebiliyorlar. Sanal parçacıklar ortaya çıkarken bir nevi yoklama mahiyetinde kuantum küçüklüğündeki çevresine bu şekilde dokungaçlar gönderir gibi gerçek şeyler Dünyasına yerleşebilme olasılıklarını test ederler. Bu yüzden bazı kuantum bilimciler daha iyi anlaşılabilmesi için bunu böyle tasvir ettiklerinden onlara “olasılıklar” da derler. Yani sanal parçacıklar bir nevi gerçekleşebilmek için çevresinin nabzını ölçen parçacıklarıdır. Kuantum çevrsindeki enerji şartları uygun değilse yine yok olurlar, eğer uygunsa kendilerin gerçek şeyler dünyasında sabitleyerek gerçek parçacıklara dönüşürler.

Bu sanal parçacıklar evrenin tüm boşluğunu doldurduklarından gerçek anlamda evrende bir boşluk veya hiçlik durumu yoktur. Hızlı ve ani sanal geçişler yapan sanal parçacıklar adeta kaynayan bir okyanus gibi tüm evreni doldururlar. Bu yüzden evren bu sanal geçişler yüzünden aslında fokur fokur kaynamaktadır.

Bazi bilim insanları bu sanal parçacıkları “olasılıklar” diye tanımlar ve tüm evreni de “olasılıklar evreni” diye ifade ederler. Olasılıklar ortaya çıkıyor ve kayboluyorlar. Bu sanal parçacıkların vakum içinden ortaya çıkıp kaybolmaları durumuna ‘vakum dalgalanmalari’ (Ing. vacuum fluctuation) deniliyor. Bu vakum dalgalanmaları da ‘vakum enerjisini’ oluşturuyor. İşte sanal geçişlerle fokur fokur kaynayan tüm evren, hiç bir şeyin bulunmadığı sanılan ve boşluk denen alanlarda aslında vakum dalgalanmaları ve vakum enerjileriyle doludur.