Виртуальные частицы вакуума «бьют», например, из глубин Земли через разломы коры и изменяют силу тяжести. Каждая элементарная частица окружена виртуальным облаком всех остальных частиц и содержит их в себе: каждая «состоит» из всех остальных. Однако виртуальные частицы не являются составной частью взаимодействующих элементарных частиц. От виртуальных частиц не остается следа в частицах, появившихся при взаимодействии порождении, хотя они участвуют в нем. Объективность процессов в микромире раскрывается изучением электромагнитных полей, зарядовой поляризации вакуума, гравитационных полей, продольно упорядоченных по спину фотонов. Фотон – волна-частица непрерывно движущаяся со скоростью 300 000 км /сек. Он распространяется как волна, а излучается и поглощается как частица. Фотон – частица, так как замкнут по контуру электромагнитным моментом, и локализуется в пространстве. Его колебания относительно геометрического центра придают ему волновые свойства. Фотон движется прямолинейно, одновременно вращается и колеблется, формирует кинетический момент – спин, чем удерживается на прямолинейной траектории. Фотоны – переносчики волн электромагнитного взаимодействия электронов. Физики полагают, что фотонные состояния возникают из вакуума при помощи операторов рождения с t k a. Фотонная «нить» расщепляется, нити сцепляются (эффект интерференции). Квантовая физика изучает процессы обмена электронов фотонами. Можно предположить, что в микромире фотоны чем-то отличаются друг от друга. Не отличающиеся были бы «не интересны» друг другу. Испуская «свои» фотоны, электроны вбирают в себя «чужие» фотоны, поглощают их, обмениваются фотонами друг с другом. («Сам» электрон – это левоспиральный фотон, замкнутый «кольцами», частица – волна.) Квантово-полевая теория электронов и фотонов описывает взаимодействия электромагнитных полей и электрически заряженных частиц. Взаимодействие двух электронов происходит в результате обмена виртуальными фотонами. Виртуальный фотон первого электрона «устремляется» ко второму электрону, а тот одновременно «посылает» свой фотон к первому электрону. Вокруг протона и нейтрона имеется сложное поле сил. Такое поле наглядно можно представить как виртуальное облако, своеобразную мезонную «шубу». Это «облако» существенно определяет свойства протона и нейтрона, поскольку мезоны входят в структуру этих элементарных частиц. Виртуальное облако электронно-протонного поля и нейтрино вносят свой вклад в свойства протона и нейтрона. Протон и нейтрон «обязаны» своим существованием всем остальным частицам. Принцип – «все состоит из всего» – принцип ядерной демократии справедлив для сильно взаимодействующих частиц. Свойства протона и нейтрона тождественны в отношении ядерного взаимодействия. Эти частицы – два различных состояния одной и той же частицы. Одна заряженная частица (протон), другая – нейтральная (нейтрон) составляют изотопический дуплет, в котором различаются проекции изотопического спина в некоем «внутреннем» изотопическом пространстве. «Возникновение – исчезновение» фотонов, порождение фотонами электронно-позитронной пары, аннигиляция этой пары потребовали развития представления о квантово-волновом поле как системе с бесконечным числом степеней свободы, квантовых волн (или частиц) возбуждения и поглощения возбуждения. Переносчиками взаимодействия служат восемь «цветных» самодействующих глюонов – квантов сильного взаимодействия. Адроны при высоких энергиях взаимодействуют друг с другом путем обмена комплексом виртуальных частиц. Каждый акт поглощения и испускания виртуальных частиц невозможен без нарушения связи между импульсом и энергией.

Целый ряд физических эффектов объясняется коллективными взаимодействиями реальных частиц с виртуальными частицами. Более того, согласно современным космологическим теориям, происхождение Вселенной обязано гигантской флуктуации энергии квантового вакуума. Он состоит из электрических диаполей, из положительных и отрицательных «элементарных» зарядов, окруженных магнитным (массовым) континуумом. В физическом вакууме непрерывно происходит самопроизвольное рождение и уничтожение виртуальных частиц с массой электрона (материализованных порцией энергии) за промежуток времени порядка 10^-26 секунды как следствие квантовых флуктуаций в соответствии с соотношениями неопределенности. Время их существования настолько мало, что ни с одной элементарной частицей они не успевают обменяться энергией и существуют как вакуумный «туман», как «облачко» вокруг более крупных частиц, оказывая реальное воздействие на частицы. Флуктуации энергии квантового вакуума имеют бесконечно широкий диапазон частот. Сложные структуры квантового вакуума – та первооснова, которая определяет фундаментальные свойства нашего мира в целом. Он – наинизшее энергетическое состояние всех полей – потенциальное бытие с высокой степенью хаотичности и неопределенности. В нем нет реальных частиц: появляющиеся в нем частицы (электроны и позитроны) тотчас аннигилируют, а потому о них говорят как о не реальных, а виртуальных (могущих проявиться) частицах. Индивидуально эти частицы не проявляют себя, но как системный ансамбль заметно влияют на различные свойства материи. Вакуумный виртуальный «туман» – совершенно реальный феномен. Можно подсчитать энергию гравитационного взаимодействия виртуальных частиц, обуславливающую отличную от нуля плотность энергии в вакууме. Разделив величину плотности энергии на секунду в квадрате, получим плотность вакуумной «жидкости». Вакуум виртуально содержит все возможные частицы и состояния, которые могут из него, как из «ничего», рождаться. В квантовом поле виртуальные частицы существуют в наинизшем энергетическом состоянии. Сами они выступают «вторичным» возбужденным состоянием вакуума. Виртуальные частицы – совершенно реальные физические феномены.

Взаимодействия элементарных частиц в квантовой теории предстают как обмен промежуточными (виртуальными) частицами, переносящими взаимодействие. Учитывается, что в процессе рождения виртуальных частиц не выполняется закон сохранения энергии, а имеет место неопределенность энергии «Дельта Е» в состоянии виртуальных частиц. Виртуальная частица не находится в возбужденном состоянии (возрастания «склонности» к взаимодействию) и обязательно должна поглотиться в другой вершине взаимодействия. Исходят из допущения строгого сохранения энергии в каждом акте рождения или поглощения виртуальных частиц.

Для того чтобы нарисовать в красках всю сложную картину взаимосвязанности частиц в микромире, полей и структур протона, отображая определенным цветом «облака» тех или иных элементарных частиц, потребовалась бы вся палитра художника. Самое удивительное в этой своеобразной ситуации то, что часть бесконечно больше целого! В каждое из полей входят все остальные. Входят все элементы друг в друга в смысле взаимопорождений виртуальных потенций. Истолковать эту особенность микромира можно лишь единственным способом, а именно: «Существование данной элементарной частицы – это лишь момент бесконечных превращений на шкале больших вселенских перемен». Эти перемены в процессе порождения включают в себя виртуальный момент «развертывания – свертывания» и «свертывания – развертывания». Виртуальные частицы как процессы характеризуются особым статусом существования в режиме постоянного «биения». Они имеют квантовое состояние: спин, электрический и барионовый заряд. Но они существуют крайне кратковременно в промежуточных ситуациях «порождения» крупных частиц и (как посредники) оказываются «переносчиками» их взаимодействий, частицами связи «крупных» частиц в моменты их преобразования. У физических виртуальных частиц имеется самоактивность, самоорганизованность, способность связывать взаимодействующие изменяющиеся объекты («крупные» частицы). Виртуальная частица как бы «выбрасывается» полем («свертком» поля) и тут же поглощаются другим «свертком» поля. А тот в свою очередь выбрасывает свою виртуальную частицу, поглощающающуюся первым «свертком» поля. Происходит «взаимообмен» виртуальными частицами при порождении полем элементарных частиц. При столкновении микрочастиц возникают промежуточные короткоживущие состояния микросистемы. Процесс «рождения и уничтожения» (возникновения и исчезновения) виртуальных частиц выступает переносчиком взаимодействия, элементом механизма обеспечения перехода микросистемы из одного состояния в другое. Виртуальные частицы, проявляясь, действуют в промежуточных, переходных (имеющих крайне малую длительность) состояниях возникновения нового (элементарных частиц). Они «включают» взаимодействие более «крупных» и более долго живущих частиц. Как переносчики взаимодействий элементарных частиц они оказываются своего рода «клеем», не позволяющим материи распадаться на части. Радиус слабого взаимодействия чрезвычайно мал, поэтому его переносчиками являются частицы с большой массой покоя, а время жизни их чрезвычайно коротко – всего лишь около 10 ^{– 26} секунды. За виртуальное физическое пространство принимается пространство, определяемое размерами протонов и нейтронов 0,9 х 10 ^{– 15} м. и сеточкой с ячейками 1,2 х 10 ^{– 35} м. Структура и энергетика его практически не изучена. Пространство природы за пределами разрешения электронного микрокосмоса не изучено и является ареной спекуляции тех физиков, которые «открывают» то частицы пространства, то частицы вакуума и теоретически описывают даже частицы правакуума. (М.А.Марков)

Полагают, что в невидимой, виртуальной части пространства проявляются иные свойства, в ней нет течения времени как такового. Есть только Время – Универсум и элементарные хрононы, отличные от хрононов протон-нейтронного пространства. В квантовой механике понятие волновой функции имеет вероятностный смысл, а основные закономерности мира атомных явлений изучаются статистически. «Сцепленные» виртуальными частицами взаимодействующие элементарные частицы ведут себя строго «согласованно»: изменение состояния одной приводит к мгновенному изменению другой, сколь далеко бы она ни находилась от первой, так как их «разделенность» – иллюзия. (Д. Бом). Виртуальность присуща всему спектру возможных состояний элементов структуры микрочастиц, описываемых не конкретными числами, а волновой функцией, характеризующей закон распределения вероятностей возможных значений каких-либо физических величин. Субстанциональное вещество и энергетическое поле принадлежат одной и той же физической реальности. Но идея виртуальности указывает на особый тип взаимоотношений между разнородными объектами реальности, располагая их на разных иерархических уровнях и определяя специфические отношения между ними. Объекты виртуального уровня порождаются объектами нижележащего уровня. Несмотря на свой статус порожденных частиц, они взаимодействуют с объектами порождающей реальности как онтологически равноправные. Совокупность виртуальных объектов образует физическую виртуальную реальность. Виртуальные объекты существуют только актуально, «здесь и теперь», пока происходят процессы порождения. С окончанием процесса виртуальные объекты «исчезают» с этого энергетического уровня. К ним не применимы привычные понятия «прошлое» и «будущее», «раньше» и «позже».

Особенность виртуальных частиц в том, что они появляются в процессе взаимодействия «элементарных» частиц. Но нельзя сказать, что они есть, хотя бы потенциально, в этих частицах. Они существуют только актуально, то есть здесь и теперь, выполняют свою функцию связывания, передатчика, «установителя» взаимодействия элементарных частиц, а после этого «гаснут», как будто их никогда и не было. Виртуальные частицы фигурируют в начальных и конечных моментах взаимодействия. Физическая виртуальность проявляется как «клокотание» вакуума, устойчивая неравновесность кратко живущих особого класса частиц в момент промежуточного состояния взаимодействия микросистемы, когда в ней что-то возникая, переходит из прежнего в новое состояние, а прежнее теряет себя, растворяясь в возникшем.

Онтологическая сущность виртуальных физических частиц заключается в том, что они, возникают (в вакууме) на своем, глубинном уровне бытия. «Всплывают», появляются на миг на следующем уровне (элементарных частиц), «гаснут», «укрепив» взаимодействие преобразующихся элементарных частиц, способствуют активным взаимоотношениям взаимопревращения частиц и опускаются, «возвращаются» на свой уровень. Или существуют «невидимо» на уровне элементарных частиц, окружая их виртуальным облаком, виртуальной «шубой», «туманом». Бытие виртуальных частиц имеет свои объективные особенности. Они лишь кратковременно «видимы» на энергетическом уровне крупных частиц в момент их взаимодействия. Виртуальные частицы существуют как промежуточные, имеющие малую длительность проявления «состояния – процесса». Они выступают системой посредников, устанавливающих взаимодействие при нарушении равновесия взаимодействующих противоположностей и возникновения нового явления. Физики наряду с анализом переноса электронных свойств виртуальными частицами изучают явления, связанные с тяжелыми частицами, переноса энергии в полностью ионизированной плазме с несколькими сортами ионов, что имеет отношение к диффузии примесей поперек магнитного поля в различных системах магнитного удержания многокомпонентной плазмы. Такие явления переноса как электропроводность, вязкость, теплопроводимость вскрывают поведение этого вида плазмы и требуют учета внутренних степеней свободы молекул.

Анализ виртуальных объектов микромира как посредников дает возможность выделить у них общие существенные свойства физической виртуальности:

1. существовать системой посредников включения взаимодействия «крупных» частиц, но быть для чувств человека не воспринимаемой,

2. устанавливать взаимосвязь, переносить энергию, информацию, быть посредником взаимодействующих реальных объектов,

3. у них краткое время жизни – время установления взаимодействия,

4. существование в переходных состояниях взаимодействия возникновения нового, прежде не бывшего.

Виртуальность – тотальный феномен всех уровней организации материи, влияющий на свойства процессов возникновения новых систем. В микромире во всех явлениях переноса взаимодействия виртуальные частицы проявляют свою виртуальность.

ХИМИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ВЕЩЕСТВА И ЕГО ВИРТУАЛЬНОСТЬ. Каковы истоки химической эволюции? Астрофизики и космологи считают, что в самом большом фрагменте Вселенной – «темной материи», составляющей 95% ее массы, нет того движения, изменения, различия, неоднородностей, которые характерны для меньшей части – «видимого» мира «светлой материи». На «темную энергию», которую чаще именуют космическим вакуумом, неизвестно как воздействует вещественный фрагмент Вселенной, имеющий порядка 3 % всей мировой энергии. Полагают, что сам космический вакуум воздействует на все фрагменты Вселенной, заставляя ее расширяться, причем с ускорением. (ВФ. № 3, 2010, с. 10) Вероятно, из «темной материи» по неоткрытым причинам появляются элементарные частицы вещества: протоны, нейтроны, электроны. Некоторые из них при определенных (пока не известных) условиях могут, утратив все свои свойства, обратно вернуться в нее, кануть в вакуумную бездну.

Проблема возникновения и усложнения вещества в ходе эволюции космических тел (звезд, галактик, туманностей) сложилась в XIX веке в результате открытий физиков, космологов, химиков. Изучаются физические состояния в определенном диапазоне величин, но остаются неизвестными уровни с величинами «выше» и «ниже» известных. Нет убедительных гипотез переходов из одного состояния в другое. В специфических законах физики и химии не раскрыто их общее эволюционное содержание, неизвестен единый для них закон развития. Непрерывное изменение (при сохранении материи и энергии) мы воспринимаем как возникновение нового. Глубинные уровни материи неизвестны. Ни теория относительности, ни квантовая механика не дают ответа, почему возникло вещество. А.А. Сахаров предположил, что скорости элементарных частиц немного различаются, процессы их разбегания идут быстрее, чем их взаимная аннигиляция. В результате возник перевес в пользу появления вещества.