Радиус взаимодействия.

Чтобы не нарушался закон сохранения энергии, виртуальная частица, возникнув, должна исчезнуть тем быстрее, чем больше ее энергия (п. 3.5.1). Если частица имеет ненулевую массу m, то ее энергия не может быть меньше, чем E = mc², что ограничивает максимально возможное время ее существования t — тем сильнее, чем больше m. Поскольку ничто не может двигаться быстрее света, то она может передать взаимодействие на расстояние не более чем R = ct, которое называется радиусом взаимодействия.

Частицы, переносящие слабое ядерное взаимодействие, весьма массивны, и потому радиус его действия крайне мал, порядка 10^{-17 м — это во много раз меньше поперечника атомного ядра. Взаимодействие и оказывается-то слабым из-за того, что слишком редко какие-ни­будь частицы оказываются так близко друг к другу. По той же причине вызванные им ядерные реакции идут, по меркам микромира, чрезвычайно медленно. Так, благодаря слабому взаимодействию, свободный нейтрон распадается на протон, электрон и нейтрино, но среднее время ожидания распада составляет 15 минут!}

Частицы-переносчики трех остальных взаимодействий имеют нулевую массу покоя. Поэтому их энергия может быть сколь угодно близкой к нулю, а время существования — сколь угодно большим. Соответственно, теоретический радиус этих взаимодействий бесконечен. Однако по-настоящему дальнодействующими оказываются только гравитационные силы. Дело в том, что заряды как электромагнитного, так и сильного ядерного взаимодействия могут взаимно компенсироваться. Например, все тела состоят из электрически заряженных электронов и атомных ядер, однако сумма положительных и отрицательных зарядов в любом теле с высокой точностью равна нулю. Любое отклонение от электронейтральности (элек­три­за­ция) приводит к тому, что наэлектризованное тело начинает вытягивать заряды противоположного знака из окружающей среды и опять становится нейтральным. Заряды сильного взаимодействия компенсируют друг друга еще более эффективно, в результате чего любой объект, размеры которого превышают размеры атомного ядра (10^{-15 м), нейтрален по отношению к этому взаимодействию. И лишь гравитационные заряды (то есть массы) не}

могут взаимно компенсироваться, поскольку все имеют один и тот же знак.