真空極化

真空極化

vacuum polarization

粒子-真空相互作用的效應。按照近代物理學的觀點，真空不是虛空，而是量子場系統的基態，具有複雜的結構。處於基態的量子場在不斷地振動，具有零點振動能，且具有相互作用（包括自作用），真空中各種量子場不斷地有各種虛粒子在產生、消失和轉化。在某種意義上真空像是介質，類似於電磁學中電場對電介質的極化，真空與外電磁場的相互作用產生真空極化。真空極化反過來會影響粒子的性質，導致可觀測的後果。氫原子能級的蘭姆移位和電子的反常磁矩是其典型的兩個實例。實驗觀測的結果與量子電動力學考慮真空極化效應的計算結果，在非常高的精度上完全符合一致，證實了真空極化效應。

由於量子漲落效應，宇宙會隨機產生虛弦對，而當周圍有一巨大的力場時（比如黑洞），會拆散虛弦對，產生真實粒子。這便是真空極化效應。

在量子力學里，真空並不意味著沒有任何場、粒子或能量。量子真空是一種能量為最低的狀態，它只是被稱作“真空”而已，實際上能量嚴格為零的狀態是不可能存在的。