Фундаменталные взаимодейтвия.

Фундамента́льные взаимоде́йствия — качественно различающиеся типы взаимодействия элементарных частиц и составленных из них тел.

На сегодня достоверно известно существование четырех фундаментальных взаимодействий:

* гравитационного
* электромагнитного
* сильного
* слабого

При этом электромагнитное и слабое взаимодействия являются проявлениями единого электрослабого взаимодействия.
Хотя эти два взаимодействия очень различаются на обычных низких энергиях, в теории они представляются как два разных проявления одного взаимодействия. При энергиях выше энергии объединения (порядка 10² ГэВ) они соединяются в единое электрослабое взаимодействие.

Гравитационное взаимодействие характерно для всех материальных объектов вне зависимости от их природы. Оно заключается во взаимном притяжении тел и определяется фундаментальным законом всемирного тяготения: между двумя точечными телами действует сила притяжения, прямо пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними. Гравитационным взаимодействием определяется падение тел в поле сил тяготения Земли. Законом всемирного тяготения описывается движение планет Солнечной системы, а также других макрообъектов. Предполагается, что гравитационное взаимодействие обусловливается некими элементарными частицами - гравитонами, существование которых к настоящему времени экспериментально не подтверждено.


Электромагнитное взаимодействие связано с электрическими и магнитными полями. Электрическое поле возникает при наличии электрических зарядов, а магнитное поле - при их движении. В природе существуют как положительные, так и отрицательные заряды, что и определяет характер электромагнитного взаимодействия. Например, электростатическое взаимодействие между заряженными телами в зависимости от знака заряда сводится либо к притяжению, либо к отталкиванию. При движении зарядов в зависимости от их знака и направления движения между ними возникает либо притяжение, либо отталкивание. Различные агрегатные состояния вещества, явление трения, упругие и другие свойства вещества определяются преимущественно силами межмолекулярного взаимодействия, которое по своей природе является электромагнитным. Электромагнитное взаимодействие описывается фундаментальными законами электростатики и электродинамики: законом Кулона, законом Ампера и др. Его наиболее общее описание дает электромагнитная теория Максвелла, основанная на фундаментальных уравнениях, связывающих электрическое и магнитное поля.


Сильное взаимодействие определяет ядерные силы обеспечивает связь нуклонов в ядре и взаимодействие кварков. Предполагается, что ядерные силы возникают при обмене между нуклонами виртуальными частицами - мезонами.(цветово́е взаимоде́йствие)
Цвет — квантовое число (введено Н. Н. Боголюбовым), характеризующее кварки и глюоны, их специфический заряд (т. н. цветовой заряд), определяющий их взаимодействие.

Сильное взаимодействие вызывает притяжение либо двух частиц с противоположным цветом (цвет и антицвет), либо трех частиц с определенной комбинацией цветов, которая в сумме дает «белый» цвет. Из-за такой аналогии с восприятием цвета и был выбран такой термин.



Наконец, слабое взаимодействие описывает некоторые виды ядерных процессов. Оно короткодействующее и характеризует все виды бета-превращений.
Это взаимодействие называется слабым, поскольку два других взаимодействия, значимые для ядерной физики (сильное и электромагнитное), характеризуются значительно большей интенсивностью. Однако оно значительно сильнее четвёртого из фундаментальных взаимодействий, гравитационного. Слабое взаимодействие является короткодействующим — оно проявляется на расстояниях, значительно меньших размера атомного ядра

Большая роль С. в. связана с тем, что С. в. не подчиняется ряду запретов, которым подчиняются
сильное и электромагнитное взаимодействия. В отличие от сильного и электромагнитного
взаимодействий, С. в. нарушает закон сохранения странности. Нарушает
С. в. и др. фундаментальную симметрию природы - зеркальную ; в слабых распадах максимально нарушается закон сохранения
пространственной чётности и зарядовой чётности .

Фундаментальные взаимодействия

Просто о сложном:

4 вида взаимодействия
Любые события, происходящие в нашем мире, объясняются только четырьмя главными физическими взаимодействиями – гравитационным, сильным, слабым, электромагнитным.

Гравитационное взаимодействие отвечает за всемирное тяготение. За вращение Земли вокруг Солнца, за то, что мы ходим по нашей планете, а не улетаем с нее к чертовой матери. Любой предмет, имеющий массу, притягивается к любому другому массивному предмету. Таково проявление одного из свойств вещества – массы.

Другое свойство вещества – электрический заряд. Если «гравитационный заряд» имеет как бы один знак (все тела массивны, а все массы притягиваются), то электрических зарядов два – положительный и отрицательный. Одноименные заряды отталкиваются, разноименные притягиваются, все хорошо… Это называется электромагнитным взаимодействием. Электромагнитное взаимодействие отвечает почти за все, что мы наблюдаем вокруг себя, за всю химию, биологию, упругость, силы трения… Химические, биологические, механические реакции – это все разные проявления электромагнитного взаимодействия.

Сильное взаимодействие – это внутриядерные силы, они отвечают за связь протонов и нейтронов в ядре атома. Если бы не эти чудесные силы, атомные ядра вмиг разлетелись бы под действием сил электростатического отталкивания, ведь они сложены из одноименно заряженных частиц – протонов!

Наконец, слабое взаимодействие. Его еще называют распадным. Оно отвечает за превращения элементарных частиц в микромире. При слабом взаимодействии, как правило, выделяется нейтрино. Если бы не нейтринные реакции, не светило бы нам солнышко!

Считается, что в первое мгновение существования мира, когда размер Вселенной составлял несколько микрон, четыре мировых взаимодействия были неотличимы друг от друга и представляли собой одно Великое Взаимодействие. Все усилия физиков сейчас направлены на разработку теории, которая объединила бы четыре взаимодействия в одно, суперсимметричное взаимодействие. Это было бы здорово и многое объяснило бы в мире, но пока что удалось разработать только модель электрослабого взаимодействия, объединив в одно электромагнитное и слабое…
(А. Никонов)

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Почему кварки не любят одиночества
Завершён цикл теоретических исследований, призванных помочь в изучении сильного взаимодействия в нашем четырёхмерном пространстве – решении изначальной задачи теории струн и её экспериментальной проверке.

Подробнее...