Фундаментальные физические взаимодействия
В настоящее время известны четыре типа фундаментальных взаимодействий между элементарными частицами: сильное, электромагнитное, слабое, гравитационное.
Сильное взаимодействие. Выделяется как взаимодействие, которое ответственно за процессы с элементарными частицами, протекающие с наибольшей интенсивностью по сравнению с другими процессами. Оно приводит к самой сильной связи элементарных частиц. Этот вид взаимодействия обусловливает связь протонов и нейтронов в ядре и обеспечивает исключительную прочность этих образований, являющуюся основой стабильности вещества в земных условиях. Интенсивность взаимодействия принято характеризовать безразмерной константой взаимодействия. Константа сильного взаимодействия имеет величину порядка 1 ÷ 10. Наибольшее расстояние, на котором проявляется сильное взаимодействие (радиус действия ), составляет примерно 10-15 м. Время, характерное для сильного взаимодействия, порядка 10-23 с. Сильное взаимодействие обеспечивает существование ядер. Различными проявлениями сильного взаимодействия являются термоядерный синтез, благодаря которому светятся звезды, и деление ядер в ядерных реакторах.
Электромагнитное взаимодействие. В основе электромагнитного взаимодействия лежит связь с электромагнитным полем, источником которого являются электрические заряды. Процессы, обусловленные им, менее интенсивны, чем процессы сильного взаимодействия, а порождаемая им связь элементарных частиц заметно слабее. Электромагнитное взаимодействие ответственно за излучение фотонов, связывает ядра и электроны в атомы, атомы – в молекулы. Окружающий нас мир является по существу проявлением электромагнитного взаимодействия. Константа электромагнитного взаимодействия равна 1/137. Радиус действия не ограничен ( ). Характерное время 10-21 с.
Слабое взаимодействие. Слабое взаимодействие слабо влияет на поведение элементарных частиц или вызывает очень медленно протекающие процессы изменения их состояния. Это взаимодействие ответственно за все виды - распада ядер (включая – захват), за распады элементарных частиц, а также за все процессы взаимодействия нейтрино с веществом. Константа взаимодействия равна 10-14. Слабое взаимодействие является короткодействующим, радиус действия 10-17 м. Характерное время взаимодействия 10-10 с.
Гравитационное взаимодействие. Гравитационное взаимодействие является универсальным, ему подвержены все без исключения элементарные частицы. Однако в процессах микромира гравитационное взаимодействие ощутимой роли не играет. Самое слабое из всех фундаментальных взаимодействий: константа взаимодействия равна 10-39. Радиус действия не ограничен. Характерное время взаимодействия 1016 с. Макроскопически гравитационное взаимодействие проявляется в небесной механике, оно определяет эволюцию Вселенной, галактик, звезд и планетарных систем.
Основные характеристики фундаментальных взаимодействий приведены в таблице.
Тип взаимодействия | Константа взаимодействия | Радиус действия, м | Время взаимо- действия, с | Переносчики взаимодействия |
Сильное | 1 - 10 | 10-15 | 10-23 | глюоны |
Электромагнитное | 1/137 | 10-21 | фотоны | |
Слабое | 10-14 | 10-17 | 10-10 | промежуточные бозоны |
Гравитационное | 10-39 | 1016 | гравитоны |
Дата добавления: 2015-05-26; просмотров: 2433;