56.Фундаментальные взаимодействия.

В природе существует четыре типа фундаментальных взаимодействий: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. Эти взаимодействия отличаются интенсивностью процессов, вызываемых среди частиц. Об интенсивности взаимодействий можно судить по скорости процессов, вызываемых ими. Обычно для сравнения берутся скорости процессов при энергиях сталкивающихся частиц около 1 ГэВ.

Сравнительные характеристики этих четырех типов взаимодействий приведены в таблице, где указаны интенсивности взаимодействий по сравнению с сильным, принятым за единицу, а также длительность процессов и радиус действия соответствующих сил.

Взаимодействие	Интенсивность	Длительность процессов, с	Радиус действия, см
Сильное	1	10^-23	10^-13
Электромагнитное	10^-2	10^-20	∞
Слабое	10^-14	10^-9	10^-16
Гравитационное	10^-31	-	∞

Остановимся более подробно на характеристике этих взаимодействий:

1. Сильные взаимодействия удерживают нуклоны в атомных ядрах. Они также ответственны за взаимодействие нуклонов и пионов. Эти взаимодействия приводят к рождению новых частиц при столкновении частиц с высокой энергией.

2. Электромагнитные взаимодействия осуществляются через электромагнитное поле. Они значительно слабее сильных взаимодействий. Именно эти силы вызывают разлет осколков, которые образуются при делении атомных ядер. Эти силы ответственны за все электрические и магнитные явления.

3. Слабые взаимодействия весьма малы по сравнению с сильными и электромагнитными. Они являются универсальными, присутствуют во всех взаимодействиях, являются короткодействующими. Слабые взаимодействия ответственны за β- распад ядер, за все процессы взаимодействия нейтрино с веществом и за многие процессы распада элементарных частиц.

4. Гравитационные взаимодействия самые слабые. Они универсальны, но для элементарных частиц эти взаимодействия никакого значения не имеют.

Адроны – элем.частицы, кот. Учавствуют в сильных взаимодействиях.Как правило также учавствуют в э/м и слабом взаимод. Делятся на: мезоны и барионы. Мезоны – адроны с нулевым или целочисл спином, т.е. бозоны.Барионы-адроны с полуцелым спином (фермионы) и массами не меньше массы р(нуклоны, гипероны) за исключ р все барионы нестабильны. Настаб с массой больше массы протона и больш времен жизни наз гиперонами. Все имеют спин ½ кроме омега(3/2). За время жизни 10-10(-19)с распадаются на нуклоны и легкие частицы.

Большое разнообразие адронов частиц побудило искать те из кот они могут состоять. В наст время установлено существование 5 типов кварков (ароматов). Имеют спин ½ и барион заряд 1/3. Это несовмест с принц Паули.Ввели понятие цвета: красный, зеленый и голубой. Их смесь бесцветна.

кварки в адронах связаны глюонами;

кварки участвуют в электромагнитных взаимодействиях, излучая или поглощая -квант, при этом не изменяется ни цвет, ни тип (аромат) кварков

Правило 1. Четность кварка равна +1 и не зависит от типа кварка.

Правило 2. Четность антикварка равна -1 и не зависит от типа кварка.

Глюо́ны (англ. glue — клей)-элементарные частицы, являющиеся причиной взаимодействия кварков, а также косвенно ответственные за соединение протонов и нейтронов в атомном ядре.Глюо́ны (англ. glue — клей) — элементарные частицы, являющиеся причиной взаимодействия кварков, а также косвенно ответственные за соединение протонов и нейтронов в атомное ядро.

Говоря техническим языком, глюоны — это векторные калибровочные бозоны, непосредственно отвечающие за сильное цветовое взаимодействие между кварками в квантовойхромодинамике (КХД). В отличие от нейтральных фотонов в квантовой электродинамике (КЭД), глюоны сами несут цветовой заряд и, таким образом, участвуют в сильных взаимодействиях, а не только переносят их. Глюон обладает способностью делать это, так как он несёт в себе цветовой заряд, тем самым взаимодействуя с самим собой, что делает КХД значительно более сложной для понимания, чем КЭД.В квантовой теории поля ненарушенная калибровочная инвариантность требует, чтобы калибровочный бозон был безмассовым (эксперимент ограничивает массу глюона сверху значением не более нескольких МэВ). Глюон обладает отрицательной внутренней чётностью и нулевымизоспином. Он является античастицей самому себе.