Ursprunglig fråga:
Hej! I vakuum bildas och förintas ständigt partiklar, materia och antimateria, och det sker så snabbt att vi inte "ser det". Hur snabbt är det? Är det ett mättekniskt problem eller ett principiellt? (Kan vi någonsin kolla om modellen stämmer?)
/Thomas Å, Knivsta

Svar:
Virtuella partiklar kan inte observeras direkt - endast indirekt, se nedan. Det du beskriver kallas vakuumfluktuationer. Dessa möjliggöres av Heisenbergs obestämdhetsrelation:

Heisenbergs obestämdhetsrelation är en fundamental del av kvantmekaniken, se länk 1. Den medför en grundläggande obestämbarhet i samtidig mätning av position/rörelsemängd eller energi/tid:

Dx * Dp = ℏ/2 = h/(4p) (1)
DE * Dt = ℏ/2 = h/(4p) (2)

Där h är Plancks konstant 6,626·10−34 J·s (Plancks_konstant )

Det är konstantens litenhet (h är mycket nära noll) som gör att obestämdheten bara märks för kvantmekaniska system.

Ja, obestämdhetsrelationen är mycket väl etablerad, så här hade Einstein fel! Det mest direkta beviset är att man kan mäta vidd (energiosäkerhet) och livstid (tidsosäkerhet) för atomära och nukleära system, och dessa uppfyller sambandet (2) ovan.

Man kan observera osäkerheten i energi för kortlivade tillstånd som uppvisar en ändligt vidd, se länk 2 och fråga 19253 .

Existensen av vakuumfluktuationer bekräftas av Casimireffekten som är en makroskopisk effekt orsakad av kvantmekanik, se Casimireffekten .

Se även Vacuum_state .
/Peter E

Nyckelord: vakuum [9]; Heisenbergs obestämdhetsrelation [12]; kvantmekanik [30];

1 https://sv.wikipedia.org/wiki/Osäkerhetsprincipen
2 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/parlif.html