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!

pokupka-i-prodazha-avtomobilej-s-probegom
Автомобиль   В настоящее время в стране...ДАЛЕЕ .....969
interesnye-i-poleznye-fakty-pro-syr
Многие рестораны  имеют в своем арсенале массу блюд,...ДАЛЕЕ .....949
tank-14-armata
Накануне последнего парада посвященного великой отечественной...ДАЛЕЕ .....699
sekretnyj-mini-shattl-vvs-ssha
В настоящий момент НАСА не имеет космических кораблей,...ДАЛЕЕ .....751
voprosy-kultury-rechi
Элементами динамизма  характеризуется известное...ДАЛЕЕ .....631
aurora-chasy-bez-tsiferblata
Развитие современной науки и технологий открывает неописуемые...ДАЛЕЕ .....563
rimskaya-respublika
В Поздней республике расцветает городское строительство....ДАЛЕЕ .....637
dublirovanie-zheleznaya-doroga
Родиной железной дороги, бесспорно, является Англия. Вначале...ДАЛЕЕ .....831
guanchi
Гуанчи – это удивительный народ, очень давно живший на...ДАЛЕЕ .....433
goneniya-na-khristian-segodnya-realnost-ili-mif
Это не экскурс в историю римской империи. Я говорю о...ДАЛЕЕ .....461
neveroyatnoe-i-neochevidnoe
Окружающая нас действительность полна удивительных фактов и...ДАЛЕЕ .....508
slyshit-li-kobra-melodiyu-zaklinatelya
Кобра – самая большая, среди ядовитых, змея на планете....ДАЛЕЕ .....596
nastolnyj-robot-dlya-pokhudeniya
Роботы уже давно и активно внедряются во многие сферы жизни...ДАЛЕЕ .....759
gribok-unichtozhaet-staroe-kino
Мировому культурному наследию несет угрозу грибок –...ДАЛЕЕ .....714
kitajskie-chudesa-velikaya-kitajskaya-stena
Одним из крупнейших памятников мировой древней архитектуры...ДАЛЕЕ .....915
moskitnaya-likhoradka
Москитная лихорадка встречается в Крыму, на Кавказе и в...ДАЛЕЕ .....750
nekotorye-osobennosti-poluprovodnikov
В отличие от металлических проводников полупроводники...ДАЛЕЕ .....149
poklonenie-bogam-v-drevnej-gretsii
Для общения с богами необходимо было выполнять определенные...ДАЛЕЕ .....1996
Информационные технологии - понятие и применение в различных...ДАЛЕЕ .....1298
В XIХ-ом веке была популярной точка зрения, выдвинутая А. А....ДАЛЕЕ .....818
kakoe-nasekomoe-yavlyaetsya-samym-malenkim-v-mire
На этот вопрос, вряд ли даст ответ даже самый...ДАЛЕЕ .....1011
pro-son
Сон-это лучшее лекарство от всех болезней, как говорят с...ДАЛЕЕ .....419
knyaz-svyatoslav
Годы правления...ДАЛЕЕ .....1110
chudo-mir-samyj-udivitelnyj-akvapark-okeanskij-kupol
 В Японии на острове Кьюшу в его лесной зоне,...ДАЛЕЕ .....738
blacktrail-samyj-bystryj-elektricheskij-velosiped
Тематика экологического транспорта очень актуальна в...ДАЛЕЕ .....580
При этом частично используется кислород, привезённый с Земли,...ДАЛЕЕ .....848
kak-proiskhodit-venchanie-v-nashe-vremya-i-dlya-chego-etot-obryad
Венчание сегодня В наше время, венчаться могут только те...ДАЛЕЕ .....1072
muzhchiny-i-zhenshchiny-raznoe-vospriyatie-mira
В некоторых отношениях между мужчиной и женщиной возникают...ДАЛЕЕ .....506
ivan-groznyj
Известно, что бездетный князь Василий III со своей второй...ДАЛЕЕ .....461