在量子場(chǎng)論里，尤其是量子電動(dòng)力學(xué)，真空極化是一個(gè)在背景電磁場(chǎng)中產(chǎn)生電子正子虛粒子對(duì)的過程。產(chǎn)生的虛粒子對(duì)會(huì)改變?cè)倦姾珊碗娏鞯姆植肌Ｓ袝r(shí)這被視作規(guī)范玻色子（光子）的自身能量（self 能量）。1997年，日本TRISTAN粒子加速器觀測(cè)到真空極化的現(xiàn)象。
基本介紹
真空極化
vacuum polarization
粒子-真空相互作用的效應(yīng)。按照近代物理學(xué)的觀點(diǎn)，真空不是虛空，而是量子場(chǎng)系統(tǒng)的基態(tài)，具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。處于基態(tài)的量子場(chǎng)在不斷地振動(dòng)，具有零點(diǎn)振動(dòng)能，且具有相互作用（包括自作用），真空中各種量子場(chǎng)不斷地有各種虛粒子在產(chǎn)生、消失和轉(zhuǎn)化。在某種意義上真空像是介質(zhì)，類似于電磁學(xué)中電場(chǎng)對(duì)絕緣介質(zhì)的極化，真空與外電磁場(chǎng)的相互作用產(chǎn)生真空極化。真空極化反過來會(huì)影響粒子的性質(zhì)，導(dǎo)致可觀測(cè)的后果。氫原子能級(jí)的蘭姆移位和電子的反常磁矩是其典型的兩個(gè)實(shí)例。實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的結(jié)果與量子電動(dòng)力學(xué)考慮真空極化效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果，在非常高的精度上完全符合一致，證實(shí)了真空極化效應(yīng)。
由于量子漲落效應(yīng)，宇宙會(huì)隨機(jī)產(chǎn)生虛弦對(duì)，而當(dāng)周圍有一巨大的力場(chǎng)時(shí)（比如黑洞），會(huì)拆散虛弦對(duì)，產(chǎn)生真實(shí)粒子。這便是真空極化效應(yīng)。
在量子力學(xué)里，真空并不意味著沒有任何場(chǎng)、粒子或能量。量子真空是一種能量為最低的狀態(tài)，它只是被稱作“真空”而已，實(shí)際上能量嚴(yán)格為零的狀態(tài)是不可能存在的。
理論解釋
根據(jù)量子場(chǎng)論，一個(gè)包含作用粒子的基態(tài)（或真空態(tài)）不單純只是個(gè)空無一物的空間，它包含了存活時(shí)間很短的虛正反粒子對(duì)，從真空中產(chǎn)生并迅即彼此湮滅以歸還能量。部分正反粒子對(duì)帶有電荷，例如正負(fù)電子對(duì)。這類的粒子對(duì)會(huì)形成電偶極矩。在電磁場(chǎng)的作用下粒子對(duì)會(huì)產(chǎn)生位移，并且反過來影響電磁場(chǎng)，產(chǎn)生部分的遮蔽效應(yīng)或介電質(zhì)效應(yīng)，因此場(chǎng)的作用會(huì)比原先預(yù)期的來得小。而這個(gè)虛粒子對(duì)轉(zhuǎn)向的過程就是真空極化。
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