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!

nikola-tesla-genij-svoego-vremeni
Вряд ли кто-то будет спорить, что Никола Тесла воистину гений...ДАЛЕЕ .....871
kislomolochnye-produkty
  Насколько изменилась наша жизнь с приходом...ДАЛЕЕ .....225
zelenye-koktejli
Наверное, многие наслышаны о таком явлении, как сыроедение....ДАЛЕЕ .....579
zaimstvovaniya-v-yazykakh
Заимствования из одного языка в другой — явление в целом...ДАЛЕЕ .....528
znamenitye-sobaki
Домашние собаки, по мнению учёных, произошли от волка. Они...ДАЛЕЕ .....710
kak-bystro-zapomnit-novye-anglijskie-slova
Несколько общих советов по ускорению запоминания новых слов во...ДАЛЕЕ .....1036
frederik-grant-banting
Родился в ноябре 1891 года, интересовался спортом и...ДАЛЕЕ .....588
pochemu-letuchie-myshi-letyat-k-nam-v-okna
Какая-то часть вины есть и у человека в том, что летучие мыши...ДАЛЕЕ .....768
soprikosnovenie-teplykh-i-kholodnykh-vozdushnykh-mass
Картина различных движений, возникающая при соприкосновении...ДАЛЕЕ .....313
znachenie-krovososushchikh-dvukrylykh-nasekomykh-gnusa-kak-ektoparazitov-cheloveka-i-zhivotnykh
Словом «гнус» население Дальнего Востока и Сибири образно...ДАЛЕЕ .....1364
poklonenie-bogam-v-drevnej-gretsii
Для общения с богами необходимо было выполнять определенные...ДАЛЕЕ .....1762
legkie-ryb-amfibij-i-reptilij
В течение первых сотен миллионов лет своего существования...ДАЛЕЕ .....272
osnovnye-opredeleniya-tsellyulozy
Вспомним о любом волокне или волокнистом материале природного...ДАЛЕЕ .....192
kak-sebya-vesti-esli-roditeli-razvelis
Не всегда перемены в жизни приходятся к лучшему. Что делать...ДАЛЕЕ .....460
derevyannyj-neboskreb
Считается, что в наше время только для дачных домиков дерево...ДАЛЕЕ .....656
vselennaya-v-nashe-vremya
Итак, что можно сказать о сегодняшних масштабах Вселенной,...ДАЛЕЕ .....217
genri-ford-interesnye-fakty-iz-zhizni-velikogo-biznesmena
Факты о Генри Форде   Многие американцы...ДАЛЕЕ .....1416
В то время по Большому кольцу между Западным вокзалом и...ДАЛЕЕ .....641
simmetriya-i-asimmetriya
Два значительно более ярких отличия слабых взаимодействий от...ДАЛЕЕ .....119
kak-izobretatel-pod-jomnika-smerti-lift-napugal-zhitelej-nyu-jorka
Интересная информация об открытии подъемника смерти в...ДАЛЕЕ .....686
razmnozhenie-rastenij-i-ikh-opylenie
Опыление – понятие, применяемое для описания...ДАЛЕЕ .....584
gosudar-vasilij-ioannovich
Годы правления 1505-1533   Государь Василий...ДАЛЕЕ .....645
spisok-narodnykh-poverij
Народные поверья - многовековые наблюдения за окружающим...ДАЛЕЕ .....872
opredelenie-temperatury-okeana-so-sputnika
Меняющаяся из месяца в месяц и от сезона к сезону температура...ДАЛЕЕ .....939
kto-otkryl-yadro-kletki
Материал расскажет интересные сведения об открытии в области...ДАЛЕЕ .....1750
oblast-issledovaniya-i-ob-ekt-geograficheskoj-nauki
Имеется группа теоретиков, которая, по видимому, считала...ДАЛЕЕ .....348
raketa-proton-na-starte
Стартовая позиция ракеты Ракета Протон-М вместе с...ДАЛЕЕ .....88
mlechnyj-put-i-galaktika
 Когда ночи бывают достаточно темны, на небе не сложно увидеть...ДАЛЕЕ .....735