Углерод-азотный цикл

22. Фундаментальные взаимодействия.

В настоящее время различают четыре типа фундаментальных взаимодействий: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное.

Сильное взаимодействие свойственно частицам, называемых адронами (hadros (греч.) - сильный, массивный, крупный), к числу которых принадлежат, в частности, протон, и нейтрон. Наиболее известное его проявление - ядерные силы, обеспечивающие существование атомных ядер.

В электромагнитном взаимодействии, наиболее известном и наиболее изученном, непосредственно участвуют только электрически заряженные частицы и фотоны. Одно из его проявлений - кулоновские силы, обусловливающие существование атомов.

Слабое взаимодействие присуще всем частицам, кроме фотонов. Наиболее известное его проявление - бета-превращения атомных ядер. Оно же обуславливает нестабильность многих элементарных частиц, например нейтрона.

Гравитационное взаимодействие свойственно всем телам Вселенной, проявляясь в виде сил всемирного тяготения. Эти силы обусловливают существование звезд, планетных систем, и т. п. Гравитационное взаимодей­ствие предельно слабое и в мире элементарных частиц при обычных энергиях непосредственной роли не играет.

Фундаментальные взаимодействия различаются интенсивностями и радиусами действия:

В 60-х годах Ш.Гэлшоу, С.Вайнбергом и А.Саламом была создана теория электрослабого взаимодействия, объединившая электромагнитное и слабое

взаимодействия. Схематично, электромагнитное взаимодействие двух заряженных частиц происходит путем обмена между ними виртуальным фотоном .В результате возникает, например рассеяние электрона протоном, которое схематически изображается диаграммой Фейнмана (а). А слабое взаимодействие происходит путем обмена

промежуточными векторными бозонами ( ) - тяжелыми

частицами со спином 1. При этом -бозоны осуществляют взаимодействие при котором изменяется знак заряда исходной частицы (например, бэта-распад (диаграмма Фейнмана (б)), a Z0-бозон - при котором знак не изменяется (например, рассеяние нейтрино на электроне (диаграмма Фейнмана (в)). Таким образом, три промежу­точных бозона и фотон являются квантами так называемых калибровочных векторных полей электрослабого взаимодействия.