Gordon Kane, dyrektor Michigan Center for Theoretical Physics na University of Michigan w Ann Arbor, udziela tej odpowiedzi.

cząstki wirtualne są rzeczywiście cząstkami rzeczywistymi. Teoria kwantowa przewiduje, że każda cząstka spędza trochę czasu jako połączenie innych cząstek na wszystkie możliwe sposoby. Prognozy te są bardzo dobrze zrozumiane i przetestowane.

mechanika kwantowa pozwala, a wręcz wymaga, chwilowych naruszeń zachowania energii, dzięki czemu jedna cząstka może stać się parą cięższych cząstek (tzw. cząstek wirtualnych), które szybko powracają do pierwotnej cząstki tak, jakby nigdy ich tam nie było. Gdyby to było wszystko, co się wydarzyło, nadal bylibyśmy pewni, że to był prawdziwy efekt, ponieważ jest to nieodłączna część mechaniki kwantowej, która jest bardzo dobrze przetestowana i jest kompletną i ściśle utkaną teorią – jeśli jakakolwiek jej część byłaby zła, cała struktura by się zawaliła.

ale podczas gdy cząstki wirtualne są krótko częścią naszego świata, mogą oddziaływać z innymi cząstkami, co prowadzi do szeregu testów kwantowo-mechanicznych przewidywań dotyczących cząstek wirtualnych. Pierwszy test został zrozumiany pod koniec lat 40. W atomie wodoru elektron i proton są połączone ze sobą przez fotony (kwanty pola elektromagnetycznego). Każdy Foton spędzi trochę czasu jako wirtualny elektron plus jego antycząstka, wirtualny pozyton, ponieważ jest to dozwolone przez mechanikę kwantową, jak opisano powyżej. Atom wodoru ma dwa poziomy energetyczne, które przypadkowo wydają się mieć tę samą energię. Ale kiedy atom znajduje się na jednym z tych poziomów, oddziałuje inaczej z wirtualnym elektronem i pozytonem niż w drugim, więc ich energie są przesunięte trochę z powodu tych oddziaływań. Zmiana ta została zmierzona przez Willisa Lamba i narodziła się zmiana Lamba, za którą ostatecznie przyznano Nagrodę Nobla.

kwarki są cząstkami podobnymi do elektronów, ale różnią się tym, że oddziałują również za pomocą siły silnej. Dwa z lżejszych kwarków, tak zwane kwarki „w górę” i „w dół”, wiążą się ze sobą tworząc protony i neutrony. Kwark „górny” jest najcięższym z sześciu rodzajów kwarków. Na początku lat 90. przewidywano, że istnieje, ale nie zaobserwowano go bezpośrednio w żadnym eksperymencie. W zderzaczu LEP w europejskim laboratorium fizyki cząstek elementarnych CERN wyprodukowano miliony bozonów Z-cząstek pośredniczących w neutralnych oddziaływaniach słabych-a ich masa została bardzo dokładnie zmierzona. Standardowy Model fizyki cząstek elementarnych przewiduje masę bozonu Z, ale zmierzona wartość nieco się różniła. Tę niewielką różnicę można wyjaśnić w kategoriach czasu, jaki Z spędził jako wirtualny kwark górny, jeśli taki kwark górny miał pewną masę. Gdy kilka lat później bezpośrednio zmierzono górną masę kwarku w Tevatron collider w Fermi National Accelerator Laboratory w pobliżu Chicago, wartość zgadzała się z wartością uzyskaną z analizy cząstek wirtualnych, zapewniając dramatyczny test naszego rozumienia cząstek wirtualnych.

kolejnym bardzo dobrym testem, który niektórzy czytelnicy mogą chcieć sprawdzić, a którego nie mamy tu miejsca do opisania, jest efekt Casimira, gdzie siły między metalowymi płytami w pustej przestrzeni modyfikowane są przez obecność cząstek wirtualnych.

tak więc cząstki wirtualne są rzeczywiście rzeczywiste i mają obserwowalne efekty, które fizycy wymyślili sposoby pomiaru. Ich właściwości i konsekwencje są dobrze ugruntowanymi i dobrze zrozumiałymi konsekwencjami mechaniki kwantowej.