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!

nepoznannoe-most-overtoun
Если вы любите свою собаку, и не желаете расставаться с ней,...ДАЛЕЕ .....795
v-chem-prichina-strakha-lyudej-pered-odinochestvom
Фобия испытать одиночество,  «Аутофобия» - боязнь...ДАЛЕЕ .....957
v-glubiny-mirovogo-okeana
На дне океана. Часть первая. Свыше 70 процентов поверхности...ДАЛЕЕ .....1063
morskoj-robot-pozharnik
Огонь представляет собой смертельную опасность для...ДАЛЕЕ .....768
rejki-velikoe-tainstvo
Тайны Рейки Рейки это великое таинство, во время которого...ДАЛЕЕ .....548
kto-takie-byuti-blogery
Часто в интернете появляются новые слова и словосочетания....ДАЛЕЕ .....881
borby-s-kureniem
Если курильщик с большим стажем, то расстаться с вредной...ДАЛЕЕ .....417
khram-bogini-gery-na-ostrove-samos
В начале V века до нашей эры на острове Самос населением был...ДАЛЕЕ .....1744
kogda-chelovek-poproboval-rybnye-palochki-i-kak-ikh-delayut
Интересные сведения о рыбных палочках.   Первыми...ДАЛЕЕ .....977
samye-dlinnye-nogti-v-mire
1.Ли Редмонд     Ли Редмонд,...ДАЛЕЕ .....894
atomy-i-elementy
Атомы и элементы - одни из основных понятий, которые...ДАЛЕЕ .....1204
formirovanie-kristallikov-vlagi
Однако, согласно новейшим исследованиям, главным условием...ДАЛЕЕ .....518
robotam-tozhe-nuzhen-internet-vseobshchij-bank-razuma
Система похожая на совокупность Википедии, социальных сетей и...ДАЛЕЕ .....702
leonid-iz-sparty
В битве у Фермопильского ущелья он знал, что вместе со своим...ДАЛЕЕ .....1112
knyaz-oleg
Годы правления 879-912      ...ДАЛЕЕ .....1102
diagramma-gertsshprunga-ressela-rozhdenie-zvezd
Удобным способом классификация звезд является диаграмма...ДАЛЕЕ .....755
tsar-aleksej-mikhajlovich-romanov
Первым правовым кодексом, введенным в Московском государстве,...ДАЛЕЕ .....1493
yaroslav-mudryj
Большое внимание «Русская правда» уделяла правдивости суда -...ДАЛЕЕ .....1093
chto-takoe-feromony-i-kakaya-ikh-rol-v-zhizni-lyudej
Феромоны   Всем известно, что человеческий...ДАЛЕЕ .....1184
istoriya-mezhdunarodnogo-dvizheniya-krasnyj-krest
Международное движение Красного Креста было основано в 1863...ДАЛЕЕ .....188
axbo-umnyj-budilnik
Право, техника все больше "въедается" в нашу жизнь....ДАЛЕЕ .....602
rol-vlagi-v-zhizni-geograficheskoj-obolochki
Роль влаги в жизни географической оболочки исключительно...ДАЛЕЕ .....643
kakoj-prezident-ssha-izobrazhen-na-kupyure-v-100000
На долларовой купюре, какого номинала изображен портрет Вудро...ДАЛЕЕ .....1211
otkuda-u-akul-boyazn-delfinov
Акула – это один из древнейших в мире обитатель морей и...ДАЛЕЕ .....868
fioletovyj-jokras-tomatov
Своеобразные биомодернезированные помидоры, абсолютно непохожие...ДАЛЕЕ .....450
strannaya-gibel-imperii-inkov-versiya
Инки – это не только золото, это еще и древняя...ДАЛЕЕ .....1432
tekhnika-eksperimentalnykh-issledovanij
Методика исследований строения и функции нервной системы...ДАЛЕЕ .....436
В средние века золотая имперская корона Отгонов, усаженная...ДАЛЕЕ .....893
dublirovanie-udvaivaem-vse-chto-mozhno
Упорным новатором был в середине прошлого века англичанин...ДАЛЕЕ .....892