虚粒子（virtual particles）

当两个电子相互排斥时，究竟是什么把它们推开？在量子场论里，答案是它们交换了某种东西——一个在它们之间传递的光子，就像两个溜冰者来回抛接一个球而各自后退。但这个被交换的光子不是你能捕捉到的普通光子；它只在相互作用的中途短暂存在，并且不遵守那条联系粒子能量、动量与质量的常规规则。物理学家把这种瞬时的中间媒介叫做虚粒子。

虚粒子最好被理解为计算内部的一种记账手段，而非你能拍照的微小物体。在费曼图中，连接可见的入射粒子与出射粒子的内线就是虚粒子。它们被允许处于壳外，意思是它们的能量与动量不满足真实粒子必须遵守的关系 E^2 = (pc)^2 + (mc^2)^2，之所以被允许，是因为能量-时间不确定性原理让一个瞬时态可以借用能量，只要够快地还回去。相互作用越短，可借的能量越大。粒子间的力被描述为这种虚载体的交换，这也解释了为什么重的力载体给出短程力：一个重的虚粒子只能被借用极短的瞬间，因此够不到很远。

对虚粒子是什么、不是什么须诚实以待。作为计算中的项，它们真实且不可或缺，它们所支撑的计算与实验吻合到惊人的精度（例如电子的磁矩）。但你永远不会直接探测到一个虚粒子；只有真实的、壳上的粒子才会在探测器中留下记录。把它们称作粒子，是对量子幅的数学贡献的生动简称，而把它们想象成在两个电子之间真的忽生忽灭的一群小球，则是一个错误。