ในทฤษฎีสนามควอนตัมตัวนำแรง เป็น อนุภาคประเภทหนึ่งที่ก่อให้เกิดแรงระหว่างอนุภาคอื่น ๆ พวกมันทำหน้าที่เป็นควอนตัม ของ สนามทางกายภาพชนิดหนึ่ง^{[ 1 ] [ 2 ]}ตัวนำแรงยังเป็นที่รู้จักในชื่ออนุภาคผู้ส่งสารอนุภาคตัวกลางหรืออนุภาคแลกเปลี่ยน^{[ 3 ]}

ทฤษฎีสนามควอนตัมอธิบายธรรมชาติในแง่ของสนามแต่ละสนามมี คำอธิบาย เสริมเป็นเซตของอนุภาคประเภทใดประเภทหนึ่งแรงระหว่างอนุภาคสองตัวสามารถอธิบายได้ทั้งในแง่ของการกระทำของสนามแรงที่สร้างขึ้นโดยอนุภาคหนึ่งต่ออีกอนุภาคหนึ่ง หรือในแง่ของการแลกเปลี่ยนอนุภาคพาหะแรงเสมือน ระหว่างกัน ^{[ 4 ]}

พลังงานของคลื่นในสนาม (ตัวอย่างเช่นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ) มีลักษณะเป็นควอนตัม และการกระตุ้นควอนตัมของสนามนั้นสามารถตีความได้ว่าเป็นอนุภาคแบบจำลองมาตรฐานประกอบด้วยอนุภาคตัวนำแรงดังต่อไปนี้ ซึ่งแต่ละอนุภาคเป็นการกระตุ้นของสนามแรงเฉพาะ:

• กลูออนคือการกระตุ้นของสนามเกจที่แข็งแกร่ง
• โฟตอน , โบซอน W และโบซอน Zคือสถานะกระตุ้นของสนามเกจอิเล็กโทรวีค
• ฮิกส์โบซอนคือสถานะกระตุ้นขององค์ประกอบหนึ่งในสนามฮิกส์ซึ่งเป็นสนามที่ให้มวลแก่อนุภาคพื้นฐาน

นอกจากนี้ อนุภาคผสม เช่นเมซอนรวมถึงอนุภาคเสมือนสามารถอธิบายได้ว่าเป็นการกระตุ้นของสนามที่มีประสิทธิภาพ

แรงโน้มถ่วงไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของแบบจำลองมาตรฐาน แต่เชื่อกันว่าอาจมีอนุภาคที่เรียกว่ากราวิตอนซึ่งเป็นการกระตุ้นของคลื่นแรงโน้มถ่วงสถานะของอนุภาคนี้ยังคงไม่แน่ใจ เนื่องจากทฤษฎียังไม่สมบูรณ์ และเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ของ กราวิ ตอนเดี่ยวอาจอ่อนเกินกว่าจะตรวจจับได้^{[ 5 ]}

เมื่ออนุภาคหนึ่งกระเจิงออกจากอีกอนุภาคหนึ่ง ทำให้วิถีการเคลื่อนที่ของมันเปลี่ยนแปลงไป เราสามารถคิดถึงกระบวนการนี้ได้สองวิธี ในภาพแบบสนาม เราจินตนาการว่าสนามที่เกิดจากอนุภาคหนึ่งทำให้เกิดแรงกระทำต่ออีกอนุภาคหนึ่ง หรืออีกทางหนึ่ง เราสามารถจินตนาการว่าอนุภาคหนึ่งปล่อยอนุภาคเสมือน ออกมา ซึ่งถูกดูดซับโดยอีกอนุภาคหนึ่ง อนุภาคเสมือนนี้จะถ่ายโอนโมเมนตัมจากอนุภาคหนึ่งไปยังอีกอนุภาคหนึ่ง มุมมองของอนุภาคนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อมีการแก้ไขควอนตัมที่ซับซ้อนจำนวนมากในการคำนวณ เนื่องจากสามารถมองเห็นการแก้ไขเหล่านี้ได้ในรูปแผนภาพของไฟน์แมนที่มีอนุภาคเสมือนเพิ่มเติม

อีกตัวอย่างหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคเสมือนคือการสลายตัวแบบเบตาซึ่งอนุภาคเสมือนW โบซอนถูกปล่อยออกมาจากนิวคลีออนจากนั้นจะสลายตัวเป็น e ^±และ (แอนติ)นิวตริโน

การอธิบายแรงในแง่ของอนุภาคเสมือนนั้นมีข้อจำกัดอยู่ที่ความสามารถในการใช้งานของทฤษฎีการรบกวนซึ่งเป็นที่มาของทฤษฎีดังกล่าว ในบางสถานการณ์ เช่นQCD พลังงานต่ำ และการอธิบายสถานะผูกพันทฤษฎีการรบกวนจะใช้ไม่ได้ผล

แนวคิดเรื่องอนุภาคส่งสารมีมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 18 เมื่อชาร์ลส์ คูลอมบ์ นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส แสดงให้เห็นว่าแรงไฟฟ้าสถิตระหว่างวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าเป็นไปตามกฎที่คล้ายกับกฎแรงโน้มถ่วงของนิวตันต่อมาความสัมพันธ์นี้จึงเป็นที่รู้จักในชื่อกฎของคูลอมบ์ในปี 1862 เฮอร์มันน์ ฟอน เฮล์มโฮลทซ์ได้อธิบายลำแสงว่าเป็น "ผู้ส่งสารที่เร็วที่สุด" และในปี 1905 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้เสนอการมีอยู่ของอนุภาคแสงเพื่อตอบคำถามที่ว่า "ควอนตัมแสงคืออะไร"

ในปี ค.ศ. 1923 ที่ มหาวิทยาลัยวอชิงตัน ในเซนต์หลุยส์อาร์เธอร์ ฮอลลี คอมป์ตันได้สาธิตปรากฏการณ์ที่ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อการกระเจิงของคอมป์ตันปรากฏการณ์นี้สามารถอธิบายได้ก็ต่อเมื่อแสงสามารถประพฤติตัวเหมือนกระแสของอนุภาค และทำให้ชุมชนฟิสิกส์เชื่อมั่นในการมีอยู่ของอนุภาคแสงของไอน์สไตน์ สุดท้าย ในปี ค.ศ. 1926 หนึ่งปีก่อนที่ทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมจะได้รับการตี พิมพ์ กิลเบิร์ต เอ็น. ลูอิสได้แนะนำคำว่า " โฟตอน " ซึ่งต่อมากลายเป็นชื่อของอนุภาคแสงของไอน์สไตน์^{[ 6 ]}จากนั้น แนวคิดของอนุภาคผู้ส่งสารก็ได้รับการพัฒนาต่อไป โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตัวนำแรงที่ มีมวล (เช่น สำหรับศักยภาพของยูกาวะ )

• อนุภาคเสมือน
• ปฏิสัมพันธ์พื้นฐาน
• เอ็กซิตอน