虛粒子（virtual particles）

當兩個電子相互排斥時，究竟是什麼把它們推開？在量子場論裡，答案是它們交換了某種東西——一個在它們之間傳遞的光子，就像兩個溜冰者來回拋接一個球而各自後退。但這個被交換的光子不是你能捕捉到的普通光子；它只在交互作用的中途短暫存在，並且不遵守那條聯繫粒子能量、動量與質量的常規規則。物理學家把這種瞬時的中間媒介叫做虛粒子。

虛粒子最好被理解為計算內部的一種記帳手段，而非你能拍照的微小物體。在費曼圖中，連接可見的入射粒子與出射粒子的內線就是虛粒子。它們被允許處於殼外，意思是它們的能量與動量不滿足真實粒子必須遵守的關係 E^2 = (pc)^2 + (mc^2)^2，之所以被允許，是因為能量-時間不確定性原理讓一個瞬時態可以借用能量，只要夠快地還回去。交互作用越短，可借的能量越大。粒子間的力被描述為這種虛載體的交換，這也解釋了為什麼重的力載體給出短程力：一個重的虛粒子只能被借用極短的瞬間，因此夠不到很遠。

對虛粒子是什麼、不是什麼須誠實以待。作為計算中的項，它們真實且不可或缺，它們所支撐的計算與實驗吻合到驚人的精度（例如電子的磁矩）。但你永遠不會直接探測到一個虛粒子；只有真實的、殼上的粒子才會在探測器中留下記錄。把它們稱作粒子，是對量子幅的數學貢獻的生動簡稱，而把它們想像成在兩個電子之間真的忽生忽滅的一群小球，則是一個錯誤。