Переносчик взаимодействия (частица-переносчик, промежуточная частица, обменная частица)[1] — это тип частицы в квантовой теории поля, которая порождает силы между другими частицами. Эти частицы служат квантами определённого вида физического поля[2][3].
Квантовые теории поля описывают природу в терминах квантовых полей. Силу между двумя частицами можно описать либо как действие силового поля, создаваемого одной частицей в координатах другой частицы, либо как обмен виртуальными частицами-переносчиками силы между ними[4].
Возбуждения поля квантованы, и такие квантовые возбуждения поля (например, фотон как электромагнитная волна) можно интерпретировать как частицы. Стандартная модель содержит следующие частицы, каждая из которых является возбуждением определённого поля:
Кроме того, составные частицы, такие как мезоны, а также квазичастицы могут быть описаны как возбуждения какого-то эффективного поля.
Гравитация не является частью Стандартной модели, но считается, что могут существовать частицы, называемые гравитонами, которые являются возбуждениями гравитационного поля. Статус этой частицы всё ещё предварительный, поскольку теория неполна и поскольку взаимодействия одиночных гравитонов могут быть слишком слабыми, чтобы их можно было обнаружить[6].
Когда одна частица рассеивается на другой, изменяя её траекторию, то есть два способа представить этот процесс. На рисунке представляется, что поле, создаваемое одной частицей, вызывает силу, действующую на другую. Альтернативная точка зрения, — что одна частица испускает виртуальную частицу, которая поглощается другой. Виртуальная частица передаёт импульс от одной частицы к другой. Эта точка зрения на взаимодействие частиц особенно полезна, когда в расчётах присутствует большое количество сложных квантовых поправок, поскольку эти поправки можно визуализировать как диаграммы Фейнмана, содержащие дополнительные виртуальные частицы.