Virtuele deeltjes

Deeltjes kunnen vervallen via wisselwerkingsdeeltjes. Maar soms heeft dit wisselwerkingsdeeltje een grotere massa dan het deeltje dat vervalt. Het zal dan onmiddellijk omgezet worden in deeltjes met minder massa. Zulke kort levende wisselwerkingsdeeltjes met (te) veel massa lijken een overtreding van de wet van behoud van energie (en massa): het teveel aan massa kan niet uit het niets ontstaan.

Een gevolg van het onzekerheidsprincipe van Heisenberg is dat energie, of massa, even "geleend" kan worden van het niets, als het maar kort genoeg duurt. In zekere zin gebeurt het niet werkelijk. De wisselwerkingsdeeltjes met schijnbaar teveel massa heten virtuele deeltjes.

Virtuele deeltjes overtreden de wet van behoud van energie niet:

• de kinetische energie plus massa voor en na het verval is gelijk,
• het virtuele deeltje bestaat zo kort dat het niet waargenomen kan worden.

De meeste processen met fundamentele deeltjes worden "bemiddeld" door virtuele wisselwerkingsdeeltjes. Voorbeelden zijn: bèta-verval van het neutron, de productie van charm-deeltjes, en het verval van het deeltje èta-c.