Взаимодействие кварков. Глюоны

Сильное взаимодействие между кварками осуществляется при обмене глюонами (англ. glue – клей)

Глюон – бозон со спином 1, переносчик сильного взаимодействия.

Глюон электрически нейтрален и не имеет массы покоя.

Фотон, являясь переносчиком электромагнитного излучения, не переносит заряд.

Глюон переносит цветовой заряд: цвет-антицвет.

Полное число глюонов – 8 (6 с цветовым зарядом, 2 бесцветных)

Общая закономерность в систематике элементарных частиц заключается в том, что все фундаментальные частицы (48) являются фермионами, а все переносчики взаимодействия – бозонами (13)

Поглощение или излучение глюона, несущего цветовой заряд, изменяет цвет кварка, но не его аромат. Обмениваясь глюонами, кварки как бы меняются местами, происходит цветовой обмен.

Цветовой обмен кварков показан на диаграмме Фейнмана.

При всех ядерных распадах, идущих через слабое взаимодействие, изменяется аромат кварков.

Цветовой заряд кварка при слабом взаимодействии не изменяется.

Теория элементарных частиц в настоящее время не завершена и активно разрабатывается чтобы глубже понять природу фундаментальных частиц, пространства и времени.

(См.ниже «Фундаментальные взаимодействия»)

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ (уч.10кл.стр.9-16)

Фундаментальные взаимодействия

Виды фундаментальных взаимодействий

Радиус действия фундаментального взаимодействия

Взаимодействие как связь структур вещества

Слабое взаимодействие

Электромагнитное взаимодействие

Гравитационное взаимодействие

Фундаментальные взаимодействия – взаимодействия, которые не могут быть сведены к другим, более простым взаимодействиям.

Все процессы и явления происходят в результате этих взаимодействий.

Всего различают 4 вида фундаментальных (несводимых к другим) взаимодействия:

- гравитационное

- электромагнитное

- слабое

- сильное.

Электромагнитное взаимодействие объясняется обменом виртуальными фотонами (Из неопределенности Гейзенберга следует, что за небольшое время электрон за счет своей внутренней энергии может выпустить квант, и возместить потерю энергии захватом такого же. Испущенный квант поглощается другим, таким образом обеспечивая взаимодействие.)

Электромагнитное взаимодействие связывает между собой только заряженные частицы.

Cильное взаимодействие – обменом глюонами (спин 1, масса 0, переносят "цветовой" кварковый заряд)

Сильное взаимодействие определяет связи только между адронами.

Слабое взаимодействие – обменом векторными бозонами.

Слабое взаимодействие присуще всем частицам, кроме фотона.

Гравитационное взаимодействие не объясняется, но кванты гравитационного поля теоретически должны иметь массу 0, спин 2.

Гравитационное взаимодействие универсально: в нем участвуют все элементарные частицы.

Важнейшей характеристикой фундаментального взаимодействия является радиус действия.

Радиус действия – максимальное расстояние между частицами, за пределами которого взаимодействием можно пренебречь.

При малом радиусе действия взаимодействие называют короткодействующим, при большом – дальнодействующим.

Сильное и слабое взаимодействия являются короткодействующими.

Их интенсивность очень быстро убывает с расстоянием.

Электромагнитное и гравитационное взаимодействия являются дальнодействующими. Они медленно убывают с расстоянием и не имеют конечного радиуса действия.

В атомном ядре связь протонов и нейтронов обуславливает сильное взаимодействие. Оно обеспечивает исключительную прочность и стабильность ядра.

Слабое взаимодействие в миллион раз менее интенсивно, чем сильное. Оно действует между большинством элементарных частиц, находящихся друг от друга на расстоянии 10^-17м.

Слабым взаимодействием определяется радиоактивный распад, реакции термоядерного синтеза на Солнце.

Электромагнитное взаимодействие определяет структуру вещества за пределами радиуса действия сильного взаимодействия. Оно связывает электроны и ядра в атомах и молекулах, объединяет атомы и молекулы в вещества, определяет химические и биологические процессы.

Электромагнитное взаимодействие не оказывает существенного влияния на движение макроскопических тел большой массы, так как те электрический нейтральны.

Гравитационное взаимодействие прямо пропорционально массам взаимодействующих тел и потому наиболее сильно проявляется между макроскопическими телами. Из-за малой массы микрочастиц оно несущественно в процессах микромира.

Существует теория «великого объединения», согласно которой слабое, сильное и электромагнитное взаимодействия объединены и существует всего два типа взаимодействия: объединенное и гравитационное.

Не исключено, что все четыре взаимодействия являются проявлениями единого взаимодействия.

Дата добавления: 2015-11-14