Күшті, электромагнитті, әлсіз, гравитациялық әсерлесулер

Табиғаттағы барлық заттар, бөлшектер бiр-бiрiмен әсерлеседi. Бiр қарағанда осындай сан-алуан болып келетiн әсерлесулер негiзiнен iргелi әсерлесу теп аталатын төрт түрлi әсерлесудiң нақтылы жағдайда көрiнiс табуы болып табылады. Iргелi әсерлесуге гравитациялық, электромагниттiк, күштi және әлсiз әсерлесулер жатады. Гравитациялық әсерлесу 1687 жылы И.Ньютон ашқан бүкiл әлемдiк тартылыс заңымен анықталады. Гравитацилық күштер кез-келген денелердiң арасында әсер етедi. Бiрақ массалары өте аз болғандықтан элементар бөлшектердiң арасында бұл күш ешқандай роль атқармайды. Кез-келген зарядталған дене немесе бөлшек электромагниттiк әсерлесуге қатысады. Атомдардың, молекулалардың кристаллдардың болуы газ, сұйық және қатты денелердiң қасиеттерi осы күштiң негiзiнде анықталады. Күштi әсерлесу мезондар мен бариондарға, яғни адрондарға тән. Лептондар мен фотон күштi әсерлесуге қатыспайды. Ол қысқа аралықта ғана, шамамен 10^-15м, әсер етедi. Бұл аралықтағы оның мәнi гравитациялық және электромагниттiк күштермен салыстырғанда өте үлкен. Әлсiз әсерлесуге фотоннан басқа кез-келген бөлшек қатысады. Бұл күштердiң әсер ету аймағы 10^-18м. Әлсiз әсерлесудiң мысалдары нейтронның, мюонның және зарядталған пиондардың төмендегi ыдыраулары.Қазiргi заман физикасының ең күштi теориялары кванттық механикада, кванттық электродинамика мен кванттық хромодинамикада бөлшектердiң өзара әсерлесуi олардың арасында болатын бөлшек алмасу арқылы түсiндiрiледi. Осы тұрғыдан алғанда электромагниттiк әсерлесу ол бөлшектер арасында фотонның алмасуы арқылы, ядролық күштер нуклонның арасында пи-мезондардың, ал жалпы күштi әсерлесу бұл өрiстiң кванттары глюондардың алмасуы, әлсiз әсерлесу өте ауыр бөлшектер W⁺, W^- және Z⁰ векторлық мезондардың алмасуы арқылы түсiндiрiледi.

Студенттердің өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтары:

1. Элементар бөлшектердің физикасының даму жолдарына сипаттама беріңіз.

2. Позитронның ашылуына үлес қосқан физик кім?

3. Аннигиляция дегеніміз не?

4. Антинейтриноға сипаттама беріңіз.

5. Ғарыштық сәулелердің қандай түрлері бар?

6. Элементар бөлшектер қандай топтарға топтасады?

7. Фермиондар дегеніміз не?

8. Бозондар дегеніміз қандай бөлшектер?

9. Іргелі өзара әсерлесулерге сипаттама беріңіз.

[1] Ядролық физикада масса бірлігіне массаның атомдық бірлігі (м.а.б.) қабылданған. 1 м.а.б.=1,66·10^{-27 кг. Бұл бірлікті, яғни м.а.б. энергияның атомдық бірлігімен де өлшейді: 1м.а.б.=931,50 МэВ.}