Быстрый поиск

Прежде чем перейти к рассмотрению материи на субъядерном уровне, вернемся к началу предыдущей статьи о четырех фундаментальных силах природы. Как проявляются эти силы? 

 
Переносчики сил в материи
 
Чем обусловлен тот факт, что электрические силы изменяются с расстоянием по закону обратных квадратов, а сильное взаимодействие очень быстро стремится к нулю уже на расстояниях около 10~13 см? Физики испытывают явное отвращение к «действию на расстоянии». Попросту говоря, мы отворачиваемся от любой теории, в которой говорится о взаимодействии (силе) частицы A с частицей B, но не объясняется, как частица A «узнает» о присутствии частицы B. Иными словами, мы считаем необходимым (по философским соображениям), чтобы взаимодействие было обусловлено передачей информации. Иными словами, предполагается, что частицы A и B не могут испытывать действие силы взаимного притяжения или отталкивания до тех пор, пока не «узнают» — с помощью соответствующего переносчика — о существовании друг друга. Разумеется, таким переносчиком может служить только какая-то третья частица, которая, будучи испущенной частицей A, «толкает» частицу B, и наоборот.
 
Таким образом, мы считаем, что все силы природы (исключая гравитацию, которая пока остается весьма загадочной) возникают в результате обмена частицами-переносчиками между взаимодействующими частицами. Проиллюстрируем это на примере из нашей повседневной жизни. Допустим, вы, наблюдая издали за двумя конькобежцами, видите, что они движутся параллельно, оставаясь, все время на каком-то небольшом расстоянии друг от друга. Но вдруг вы замечаете, что без всякого видимого движения ног конькобежцы начинают расходиться: по-видимому, между ними возникла сила отталкивания. Поднеся к глазам бинокль, вы замечаете, что они всего лишь перебрасываются шаром для крикета. Конькобежец A бросает шар конькобежцу B — при этом A испытывает отдачу и удаляется от B. Когда B ловит шар, он также испытывает отдачу и еще больше удаляется от A; этот процесс повторяется многократно. Крикетный шар в данном случае и есть та частица-переносчик, которая приводит к возникновению силы отталкивания между конькобежцами. Эта простая иллюстрация достаточно верно отражает, как возникает при обмене частицей-переносчиком сила отталкивания. А как в таком случае создается сила притяжения? Рассмотрим тот же пример с конькобежцами; но пусть теперь вы издали наблюдаете их сближение, т. е. действие силы притяжения. Поднеся к глазам бинокль, на этот раз вы увидите, что A и B обмениваются бумерангом.
 
Что же представляют собой частицы-переносчики? В случае электромагнитной силы такими частицами являются фотоны — кванты энергии электромагнитного поля. Ядерная сила передается целым «сонмом» частиц-переносчиков, называемых мезонами. Радиус действия силы, т. е. расстояние, на котором ощущается ее влияние, зависит от массы частицы-переносчика, причем, чем массивнее частица, тем меньше радиус действия. Поэтому, например, фотон, имеющий нулевую массу (хотя и обладающий энергией) может передать воздействие электромагнитной силы на бесконечно большое расстояние. Самый легкий мезон — пион с массой, равной 275 электронным массам, этим объясняется, почему сильное (ядерное) взаимодействие резко падает на расстояниях, превышающих 10~13 см. Существует много других мезонов с большими массами, которые вносят свой вклад в сильное взаимодействие на еще меньших расстояниях, вследствие чего ядерная сила изменяется с расстоянием довольно сложным образом.
 
gh4
 
Слабая сила, как мы полагаем, передается частицами, называемыми промежуточными векторными бозонами W± и Z0; массы этих частиц примерно в 100 раз превышают массу протона, и потому радиус действия слабой силы имеет порядок 10~16 см. Тогда бета-распад нейтрона на протон, электрон и антинейтрино следует описывать как процесс, происходящий посредством испускания нейтроном частицы, в результате чего нейтрон превращается в протон; затем спустя промежуток времени порядка 10~26 с частица распадается на электрон и антинейтрино. Частицы W± и Z° тесно связаны с фотоном и определяют масштаб энергий, характерный для электро слабого взаимодействия — объединения электромагнитных и слабых взаимодействий.
 
 
 

Рекомендуем почитать!

byvayut-li-pchely-ubijtsy-i-gde-oni-vstrechayutsya
Внимание, внимание!  "Пчелы-убийцы уже распространяются по всей...ДАЛЕЕ .....1441
turtsiya-pokupaet-kitajskie-rakety-ssha-razgnevanny
Турки раскрыли именно детали на сумму почти 3,5 миллиарда...ДАЛЕЕ .....937
imperatritsa-ekaterina-ii-velikaya
Годы правления  1762-1796   Екатерина...ДАЛЕЕ .....951
komary-perenoschiki-bakterialnykh-i-drugikh-infektsii-tulyaremiya
Кровососущие комары местами проявляют эпидемиологическое...ДАЛЕЕ .....1088
nepoznannoe-mosty-ubijtsy
Одними из самых мистичных объектов в жизни людей, являются...ДАЛЕЕ .....919
novaya-moda-odezhda-iz-aerozolnogo-ballona
В Лондонском Имперском колледже придумали одежду, которая,...ДАЛЕЕ .....974
gosudar-vasilij-ioannovich
Годы правления 1505-1533   Государь Василий...ДАЛЕЕ .....861
tsar-aleksej-mikhajlovich
Годы правления 1645-1676   Царь Алексей...ДАЛЕЕ .....818
novye-otkrytiya-o-galaktike-mlechnyj-put
Не так давно, учённые выяснили что галактика «Млечный путь»...ДАЛЕЕ .....1310
spetsialisty-po-filtratsii
В океане, растения представляют собой самые простые и...ДАЛЕЕ .....498
zagadochnoe-ischeznovenie-eskimosov
Джо Лабелль решил как-то раз навестить своих...ДАЛЕЕ .....1128
zdorovye-sigarety
Такая вредная привычка как курение, может вызвать множество...ДАЛЕЕ .....880
bluzhdayushchie-mogily-mistika-ili-realnost
Блуждающие могилы   Только представьте на...ДАЛЕЕ .....1164
tsarstvovanie-v-rossii-ivana-iv-groznogo
Когда умер отец Ивана Грозного, Василий Третий, мальчику было...ДАЛЕЕ .....1285
trapani-sitsilijskij-serp
Факты о городе Трапани (Trapani) Трапани (Trapani) -...ДАЛЕЕ .....1150
istoriya-zhenskoj-sumki
Клатч, ридикюль, шоппер, сумка-минодьер, кисет, барсетка,...ДАЛЕЕ .....591
frederik-grant-banting
Родился в ноябре 1891 года, интересовался спортом и...ДАЛЕЕ .....870
kak-proiskhodit-venchanie-v-nashe-vremya-i-dlya-chego-etot-obryad
Венчание сегодня В наше время, венчаться могут только те...ДАЛЕЕ .....1287
kak-zapomnit-bystro-i-mnogo
Учимся запоминать. В наше время запоминание большого...ДАЛЕЕ .....998
kakoe-samoe-urodlivoe-zhivotnoe-na-zemle-eto-ryba-kaplya
Рыбу-каплю признали самым уродливым...ДАЛЕЕ .....1680
elektrony-v-atomakh
В атоме отсутствуют какие-либо трубки малого сечения, по...ДАЛЕЕ .....481
chelovek-kto-on
Человек - высокоорганизованное существо, которое поднялось на...ДАЛЕЕ .....1326
antropogennoe-zagryaznenie
Около ста лет назад стало стремительно развиваться...ДАЛЕЕ .....926
knyaz-yaroslav-vsevolodovich
 Годы правления 1238-1247   Князь Ярослав...ДАЛЕЕ .....1082
zelenye-lyagushki
Как вид зеленые лягушки были описаны немецким ученым-биологом...ДАЛЕЕ .....1198
fundamentalnye-issledovaniya-elektrotekhnologii
Ирвинг Ленгмюр родился в 1881 году в Бруклине (США). В 1903...ДАЛЕЕ .....1013
ptitsy-kto-oni-chto-eto-takoe
Птицы – это интересно   Птицы бывают самых...ДАЛЕЕ .....1294
super-invalidnye-kolyaski-kolyaski-blizhajshego-budushchego
  "Отвези меня к дивану " – говорит человек...ДАЛЕЕ .....1020
obuchenie-i-vospitanie-detej-drevnikh-rimlyan
Юные римляне получали более или менее основательное...ДАЛЕЕ .....1281