Взаимодействие частиц (сильное, электромагнитное, слабое)

В исследованной области энергий, которая соответствует пространственному разрешению порядка IQ- — 10- см, различают четыре основных вида взаимодействий частиц сильное, электромагнитное, слабое, гравитационное fl, 2]. В гравитационных взаимодействиях участвуют все элементарные частицы, но гравитационные силы очень слабы, так как малы массы элемен- [c.970]

Второй том учебника Экспериментальная ядерная физика посвящен описанию свойств элементарных частиц и взаимодействий, в которых они участвуют (сильных, электромагнитных, слабых). Здесь рассмотрены нуклон-нуклонные взаимодействия при различных энергиях, ядерные силы, теория дейтона, структура нуклонов, свойства лептонов, мезонов, гиперонов и резонансов, физика античастиц, унитарная симметрия. [c.2]

Силу различных типов взаимодействия частиц можно приближенно охарактеризовать безразмерными параметрами, связанными с квадратами соответствующих констант взаимодействия. Отношение этих параметров для сильного, электромагнитного, слабого и гравитационного взаимодействий составляет приблизительно 1 10 10 10 при энергии 1 ГэВ (для слабого взаимодействия параметр растет с энергией) . [c.75]

Т. о., я-мезонное поле играет важнейшую роль во всох типах взаимодействий элементарных частиц — сильных, электромагнитных и слабых. Свойства основных структурных единиц материи — нуклонов — [c.625]

Г. Всего в настоящее время известно свыше 350 ( ) элементарных частиц (VI.5.1.3°). Все частицы способны взаимодействовать друг с другом. В настоящее время различают четыре типа фундаментальных взаимодействий сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное (1.2.2.2°). [c.511]

Рассмотренными характеристиками элементарных частиц можно было бы ограничиться там, где имеется только электромагнитное взаимодействие, например взаимодействие электрона в атоме. При исследовании поведения нуклонов в ядре основную роль играют ядерные силы (сильное взаимодействие). Спонтанный распад частиц, процессы р-распада обусловливаются не сильным и не электромагнитным взаимодействиями (за небольшим исключением), а слабым взаимодействием. Поэтому для выражения свойств и поведения элементарных частиц относительно сильного и слабого [c.344]

В 22, 26, 27 отмечалось, что взаимодействие частиц друг с другом, проявляющееся в их притяжении или отталкивании, описывается как виртуальный обмен частиц квантами поля, соответствующими данному виду взаимодействия. Такими квантами поля, переносчиками взаимодействия, считаются при сильных взаимодействиях — я-мезоны, при электромагнитных взаимодействиях — фотоны, при слабых взаимодействиях — электроны и антинейтрино (позитроны и нейтрино), при гравитационных взаимодействиях — гравитоны. [c.362]

Если не считать очень слабого гравитационного взаимодействия, то известно три вида взаимодействия, в которых могут участвовать частицы сильное (ядерное), электромагнитное и слабое. Из тех частиц, с которыми мы имели дело до сих пор [c.201]

Обычно каждый резонанс характеризуется несколькими способами (путями, модами) распада. Чем больше эффективная масса резонанса, тем больше различных способов для его распада или, как говорят, тем больше у него открытых каналов (сравните с аналогичным термином для ядерных реакций). Каждый из них характеризуется некоторой комбинацией распад-ных частиц, которая имеет тот же набор квантовых чисел и то же значение эффективной массы, что и резонанс. Обычные частицы (не резонансы) стабильны относительно сильных взаимодействий и распадаются либо слабым, либо электромагнитным способом, а некоторые из них р, e,y,vv их античастицы) стабильны относительно всех видов взаимодействия. [c.662]

Классификация элементарных частиц по характеру взаимодействия с другими частицами также указывает на их связь между собой. Так как гравитационные силы между частицами очень малы, то в ядерной физике рассматриваются три вида взаимодействий сильные, электромагнитные и слабые. Все они характеризуются сохранением электрического и барионного зарядов. Многие элементарные частицы могут взаимодействовать всеми тремя способами, некоторые двумя (электрон и jx-мезон) или даже одним (нейтрино, -квант). Сильные взаимодействия происходят за ядерные времена (10 сек), с большим сечением (- 10 2 см ), характеризуются сохранением четности, изотопического спина и его проекции, сохранением странности. Константа сильного взаимодействия g имеет наибольшую величину среди констант подобного рода g jh 15. [c.663]

Если допустить такую точку зрения, то для адронов главным взаимодействием, формирующим массу частиц, будет ядерное взаимодействие, а в - 100 -f- 1000 раз более слабое электромагнитное взаимодействие играет в этом процессе лишь небольшую вспомогательную роль. Другими словами, основная часть ( 99%) массы адрона создается за счет сильного взаимодействия и лишь небольшая часть ( 1%) —за счет электромагнитного, Такая точка зрения достаточно убедительно подтверждается тем, что все сильно взаимодействующие частицы имеют большую массу. Масса самой легкой из них — я-мезона — т т. = = 273 т,. [c.672]

Существование четырех типов взаимодействий, о которых мы говорили выше, кажется естественным, поскольку они описывают различные физические процессы. Гравитационное взаимодействие (тяготение) присуще всем объектам Вселенной, будь то макротела или микрообъекты. Электромагнитное взаимодействие действует между заряженными телами. Сильное и слабое взаимодействия являются характеристиками процессов, происходящих в микромире и ведущих к взаимопревращениям частиц. Однако единство окружающего мира требует разработки теории, которая позволила бы описать все эти четыре взаимо- [c.43]

Лептоны и слабое взаимодействие. Исследование элементарных частиц позволило обнаружить еще один вид фундаментального взаимодействия, получивший название слабого. Его интенсивность существенно меньше интенсивности сильного и электромагнитного взаимодействий. Процессы, обусловленные слабым взаимодействием, протекают также значительно медленнее. Частицы, участвующие в слабом взаимодействии, были выделены в особый класс лептонов. К ним относятся электрон е, мюон (1, т-лептон и три типа нейтрино — электрон юе v,. [c.195]

Силы между частицами, вызываемые слабыми взаимодействиями, на всех доступных исследованию расстояниях безнадежно малы по сравнению с силами, обусловленными сильными и электромагнитными взаимодействиями. Правда, слабые взаимодействия так быстро нарастают с уменьшением расстояний, что в масштабах порядка 10" —10 см они могут стать сравнимыми с сильными. Но исследования на таких расстояниях пока лежат вне технических возможностей. Слабые взаимодействия порождают не только силы, но и процессы взаимопревращений частиц. И здесь эти взаимодействия, оказывается, способны делать многое, недоступное как сильным, так и электромагнитным взаимодействиям. Так, только под влиянием слабых взаимодействий частица сигма-плюс-гиперон распадается на протон и нейтральный пион [c.280]

Конечно, введение изотопического спина само по себе ни к какой новой физике не приводит. Вспомним, однако, что в ядерных силах между нуклонами изотопический спин сохраняется. Обобщением ядерных сил являются сильные взаимодействия элементарных частиц. Оказывается, что закон сохранения изотопического спина справедлив для любых сильных взаимодействий, но нарушается электромагнитными и другими взаимодействиями. Этот закон, конечно, имеет определенное физическое содержание. Так, из него сразу следует, что массы частиц с одинаковым полным изотопическим спином должны мало различаться между собой (при отсутствии электромагнитных и слабых взаимодействий массы должны были бы совпадать). И действительно, например, массы заряженных и нейтральных пионов различаются всего лишь на несколько процентов. Закон сохранения изотопического спина проявляется и в ядерных реакциях. Для примера рассмотрим две реакции рождения пионов [c.292]

Операция Р состоит в изменении знаков импульсов всех частиц. Часто операция Р не совсем точно называется пространственным отражением. По отношению к этой операции симметричны сильные и электромагнитные взаимодействия, но не симметричны слабые. Отражению Р соответствует физическая величина Р-четность (см. гл. П, 9), иначе называемая пространственной четностью или просто четностью, поскольку в течение долгих лет другие величины типа четности не были известны. Закон сохранения Р-четности и следующие из него правила отбора мы уже рассматривали в гл. IV, 2, п. 5. [c.294]

Чтобы представить себе роль слабых взаимодействий более наглядно, попробуем вообразить, каким бь[ был мир при отсутствии тех или иных взаимодействий. В мире без сильных взаимодействий не претерпели бы существенных изменений квантовая электродинамика и вся физика лептонов. И комптон-эффект, и распад мюона протекали бы так же, как и в обычном мире. Но вот сильно взаимодействующих частиц либо не стало бы вовсе, либо вместо них появились бы совершенно другие частицы. Поэтому мир в целом был бы совершенно иным во всей доступной нам области масштабов. Если бы исчезли электромагнитные взаимодействия, то атомные ядра и сильно взаимодействующие частицы остались бы, хотя и в исковерканном виде (или, если хотите, в виде, не исковерканном электромагнитными взаимодействиями). Протон и нейтрон стали бы совершенно неотличимыми друг от друга. Точно так же одинаковыми стали бы частицы внутри каждого изотопического мультиплета (например, три пиона). Начиная же с атомных масштабов и выше, мир изменился бы до полной неузнаваемости. Не стало бы ни молекул, ни атомов, ни электромагнитного излучения. Тем самым не стало бы и привычных нам макроскопических веществ. [c.397]

В заключение всей главы об элементарных частицах отметим, что существует заманчивая идея объединить в единую калибровочную теорию три взаимодействия — сильное, электромагнитное и слабое, так, чтобы все различие между ними было обусловлено спонтанным нарушением симметрии вакуума. Предпосылкой к такому объединению служит глубокое сходство основных элементарных частиц и элементарных узлов всех теорий — в каждой теории элементарный узел содержит две фермионные линии и одну векторную бозонную. Проведение этой идеи в жизнь наталкивается на очень серьезные трудности, как математические, так и физические. Основная физическая трудность состоит в неизбежном появлении многих лишних частиц, не укладывающихся в совокупность имеющихся опытных данных. Эти лишние частицы, как правило, могут иметь массы, намного превышающие массы известных частиц. [c.429]

Если отвлечься от очень слабого гравитационного взаимодействия, то элементарные частицы обладают взаимодействиями трех основных классов сильными взаимодействиями, электромагнитными взаимодействиями и слабыми взаимодействиями. Они сильно отличаются друг от друга величиной вероятности вызываемых ими процессов. Например, при энергиях 100 Мэв эти вероятности относятся приблизительно как 1 10 Ю " при других энергиях эти цифры могут несколько изменяться. [c.243]

Для этих процессов сила взаимодействия имеет величину порядка Слабые взаимодействия представляют собой несколько особый случай в том отношении, что квантами поля являются не отдельные частицы (фотоны в электромагнитных взаимодействиях, пионы — в сильных), а пары частиц е+, Ve или е", Ve- Существуют попытки свести их к обычному типу на основе гипотезы, что существует особое поле, играющее промежуточную роль. Источниками его могут быть как электроны, так и нуклоны. В таком случае может существовать w-частица, являющаяся квантом этого поля. Она должна обладать большой массой, иметь заряд и единичный угловой момент и участвовать в цепи процессов, например [c.244]

Именно на стыке теории поля и теории сверхпроводимости Д. А. Киржниц вместе со своим учеником А. Д. Линде построил модель космологического фазового перехода в ранней Вселенной. С учетом последних достижений теории элементарных частиц и объединения слабых, электромагнитных и сильных взаимодействий картина фазовых переходов послужила истоком инфляционной космологии, теории космических струн и др. и стала необходимым элементом наших представлений о Вселенной. За пионерские работы в этой области Д. А. Киржниц и А. Д. Линде были удостоены премии им. М. В. Ломоносова АН СССР за 1978 г. [c.7]

Beam dump 204 Beauty ( >)-кварк 344, 360 Вайнберга—Салама теория 364 —угол 364 Ватсона модель 255 Векторной доминантности модель 103 Векторные мезоны 313 Великое объединение 370 Взаимодействие частиц (сильное, электромагнитное, слабое) 134, 311 Вильсона камера 263 [c.383]

Этим открытием впервые было экспериментально показано, что симметрия в свойствах нуклонов и антинуклонов распространяется и на составные системы из этих частиц — атомные ядра и антиядра Очень интересно проследить экспериментально, как выражается и сколь далеко простирается эта сиМ метрия при сравнении различных свойств ядер и антиядер в области всех видов взаимодействий (сильных, электромагнитных, слабых). Каковы, например, магнитный и квадрунольный электрический моменты антидейтона, стабилен ли он относительно Р-распада, чему равны его энергия свйзи, длина рассеяния и эффективный радиус взаимодействия Важность получения ответов на эти вопросы очевидна хотя би из того, что возможность существования других антиядер определяется параметрами N—7V)-взаимодействия. [c.227]

Симметрия природы относительно существования частиц и античастиц была названа принципом зарядового сопряжения. В первоначальной редакции принципа зарядового сопряжения предполагалось, что природа симметрична не только относительно существования, но и относительно любых (сильных, электромагнитных, слабых) взаимодействий частиц и античастиц. Из этой глобальной симметрии, в частности, следовало, что частица и античастица должны иметь тождественные массу, спин и время жизни и противоположные заряды (электрический, барионный, лептонный и др.). В 1956 г. было показано, что в слабых взаимодействиях зарядовая симметрия нарушается, что проявляется, например, в различии знака продольной поляризации у е и е, а также у v и v (левые и V и правые и v). OjunaKO упомянутые выше заключения о свойствах частиц и античастиц (т, s, т, заряды) сохраняются. Теперь только они являются следствием не С-инвариантности, а СРГ-инвариантности уравнений квантовой теории поля (см. также 18, п. 8 и 103, п. 3). [c.111]

Практическое значение волн сложно переоценить. Но кроме этого, Bojr-новые явления лежат в основе супгсствования физического мира. Вся материя делится на вещес тво, состоящее из элементарных частиц - электронов, протонов и нейтронов, - и поля, осуществляющие взаимодействия между частицами вещества. На данный момент различают 4 вида полей электромагнитное, гравитационное, сильное и слабое ядерные. Есть сведения о том, что электрическое и магнитное поле могут существовать независимо друг от друга и имеют различную природу. [c.250]

При исследовании (3-радиоактивности физика встречается с новым типом взаимодействия, с так называемым слабым взаимодействием, ответственным за Р-раепад и за раапад элементарных частиц. Наоборот, сильные взаимодействия имеют место между нуклонами, гиперонами и мезонами, этими взаимодействиями обусловлены ядерные силы между нуклонами. Слабое взаимодействие мало по сравнению не только с ядерным взаимодействием, но и с электромагнитным. [c.235]

Все виды взаимодействий (сильные, электромагнитные и слабые) по характеру их цротекания можно разделить на упругие и неупругие. Упругое взаимодействие, т. е. упругое рассеяние одной частицы на другой, характеризуется сохранением суммарной кинетической энергии обеих частиц и может быть описано (для всех видов взаимодействий) при помош,и простой геометрической схемы, называемой импульсной диаграммой (для высоких энергий должен быть рассмотрен релятивистский вариант диаграммы). Неупругие процессы характеризуются переходом (полным или частичным) кинетической энергии движущейся частицы в другие формы, например в энергию возбуждения атома, в энергию излучения, в энергию покоя образующихся частиц. [c.254]

Схема Гелл-Манна и Нисидзима очень удобна для описания процессов рождения частиц. Это удобство связано с существованием простых правил отбора для странности в сильных, электромагнитных и слабых взаимодействиях. [c.612]

В пренебрежении очень слабым гравитационным взаимодействием можно считать, что все процессы, происходящие в микромире, объясняются ядерным (сильным), электромагнитны.м и слабым взаимодействиями. Ядерное взаимодействие протекает за время сек, электромагнитное имеет характерное время сек. Ядерное взаимодействие изотопически инвариантно, т. е. не зависит от электрического заряда частиц и примерно в 100 1000 раз сильнее электромагнитного взаимодействия, которое зависит от заряда. Интенсивность слабого взаимодействия примерно в 10 н- 10 раз меньше сильного. Его характерное время 10 ° -н 10"° сек. [c.671]

Авогадро Na и Больцмана к), элементарному электрическому заряду е, скорости света с, постоянной Планка h, константам физики элементарных частиц (массы покоя электрона т протона nif, и нейтрона т , константы сильного и слабого аяг взаимодействий). Понимание физического содержания и роли отдельных постоянных, входящих в качестве характеристических параметров в структуры различных физических теорий, невозможно без краткого изложения существа данной теории. Например, исторически первая константа физики—постоянная тяготения G— вводит нас в круг проблем теории гравитащш, крупнейшей и до сих пор еще не решенной проблемы современной физики. Изучение различных граней такой важнейшей физической постоянной, как скорость света с, нельзя представить без изложения основных идей специальной и общей теорий относительности А. Эйнштейна. Постоянная Планка А открывает нуть к познанию физики микромира. Физика элементарных частиц требует обсуждения современных теорий объединения различных взаимодействий. При этом на авансцену выходят связанные с классическими размерными физическими постоянными новые фундаментальные безразмерные величины— константы сильного а электромагнитного а слабого а г и гравитационного взаимодействий, размерность физического пространства N. Решение проблемы фундаментальных постоянных в целом требует анализа последних достижений физики элементарных частиц и космологии, синтеза успехов этих наук. Изучение физических постоянных с необходимостью превращается в связанный единым сюжетом рассказ о путях развития и проблемах физики. Сюжет весьма волнующ— возникновение и эволюция Вселенной, происхождение жизни и разума. Мировоззренческий аспект подобного рассмотрения проблемы постоянных очевиден. [c.7]

Числовые значения констант а.,, а ссд/ и определяют относительную силу этих взаимодействий. Так, электромагнитное взаимодействие примерно в 137 раз слабее сильного. Самым слабым является гравитационное взаимодействие, которое в 10 меньше сильного. Константы взаимодействий определяют также, насколько быстро идут превращения одних частиц в другие в различных процессах. Константа электромагнитного взаимодействия описывает превращения любых заряженных частиц в те же частицы, но с измененным состоя1шем движения, плюс фотон. Константа сильного взаимодействия является количествешюй характеристикой взаимных превращений барионов (см. ч. 2, 8) с участием мезонов. Константа слабого взаимодействия опре-42 [c.42]

Примерно половина этой энергии излучается и столько же идет на повышение температуры вещества [43]. Сжатие сопровождается нагревом вещества до громадных температур. При этом состояние вещества качественно меняется. С атомов срываются электронные оболочки, происходит разрушение ядер атомов и составляющих ядра частиц. Законы, которыми описывается динамика этого сверхплотного и раскаленного кослшческого сгустка, принципиально отличны от ньютоновских. С ростом температуры растут скорости частиц сгустка, растет и гравитационное взаимодействие между ними. При энергиях сталкивающихся электронов порядка 10 ГэВ (1 Гэв = 10 эВ) величины гравитационного взаимодействия, электромагнитного, сильного и слабого, примерно равны друг другу. Гравитационное взаимодействие становится по- настоящему сильным. Это уже совсем иная, неньютоновская, физика, раскрывающая новые грани исследования гравитационной постоянной. К рассмотрению этих вопросов мы вернемся после изучения физической сущности новых фундаментальных постоянных. [c.62]

Рассматривая вопросы об организации материи на низшем на сегодняшний день уровне, физика элементарных частиц исследует фундаментальные для всего естествознания проблемы. Изучение свойств элементарных частиц выявило еще два (помимо гравитационного и электромагнитного) типа взаимодействия — сильное и слабое. Фундаментальными постояннылщ науки являются константы этих взаимодействий — сильного а, (от англ. strong — сильный) и слабого а (от англ. weak — слабый). Принципиально важно отметить, что эти константы зависят от энергии взаимодействия, это бегущие константы. Их непостоянство (в буквальном понимании этого слова) также имеет фундаментальное значение в науке, поскольку открывает пути к объединению различных взаимодействий, т. е. пути к решению глобальной научной проблемы — построению единой научной картины мира. [c.183]

Объединение взаимодействий. Диалектичность процесса познания еще раз в полной мере проявилась в том, что идеи объединения взаимодействий возникли при анализе... различий их свойств. Эти идеи не лежат на поверхности, и тем не менее о них в неявном виде уже говорилось на страницах книги. Поясним это. Константы различных взаимодействий отличаются друг от друга весьма значительно — на 40 порядков Но, и это самое главное, их значения зависят от энергии взаимодействия ( бехущие константы ), и зависят по-разному. На малых расстояниях сильносвязанные в нуклона кварки ведут себя как почти свободные (асимптотическая свобода), следовательно, константа сильного взаимодействия а, уменьшается с ростом энергии взаимодействия. С ростом энергии зондирующих электронов возрастает заряд электрона (см. рис. 18). Следовательно, константа электромагнитного взаимодействия должна возраста ь. С ростом энергии взаимодействия или, что то же самое, с ростом массы взаимодействующих частиц резко возрастает гравитационное взаимодействие, следовательно, возрастает и константа взаимодействия ttg. Ниже будет показано, что и слабое взаимодействие xjf также возрастает с ростом Е. [c.213]

Сильновзаимодействуюшие частицы называют адронами. Известно несколько сот их разновидностей. Адроны участвуют во всех видах взаимодействий. Среди них различают мезоны, частицы с целочисленным значением спинового квантового числа, и барионы, частицы с полуцелым спином. Все адроны, за исключением, может быть, протона, нестабильны относительно сильного, электромагнитного или слабого взаимодействия. Адроны, нестабильные относительно сильного взаимодействия, принято называть резонансами. [c.970]

Изотопический спин 1 представляет собой внутреннюю характеристику адрона, отражающую инвариантность сильных взаимодействий относительно вращений в воображаемом трехмерном изоспиновом пространстве. Квантовое число / определяет значение квадрата вектора изотопического спина, / (/ =/ (/+I), приписываемого мультиплету адронов с одинаковыми свойствами по отношению к сильным взаимодействиям и с примерно одинаковыми массами и другими характеристиками, кроме электрических зарядов. Число адронов в изотопическом мультиплете составляет 2/ + 1. В процессах сильного взаимодействия сохраняется квантовое число / полного изотопического спина частиц, участвующих в реакции, и квантовое число третьей проекции полного изотопического спина /з, которое определяется как алгебраическая сумма проекций изотопического спина взаимодействующих адронов. В электромагнитных взаимодействиях адронов полный изотопический спин не сохраняется, но сохраняется его проекция. В слабых взаимодействиях нарушаются законы сохранения как 1, так и /з. [c.971]

Подобно сильным электромагнитные взаимодействия имеют ряд свойств, ограничивающих проявление их мощи. Во-первых, электромагнитные взаимодействия у разных частиц проявляются с различной интенсивностью. Наиболее велики эти взаимодействия у электрически заряженных частиц. Слабее проявляются электромагнитные взаимодействия у нейтральных частиц с ненулевыми массой и спином. Такие частицы обладают магнитными моментами, имеющими порядок еЬ,12Мс, где М — масса частицы. Через этот момент они в основном и взаимодействуют с электромагнитным полем [c.279]

Особая выделенность В. и, связана с тем, что они играют фундам. ро.пь в совр. теории элементарных частиц, выступая в качестве калибровочных полей, обеспечивающих калибровочную симметрию теории. Таковы, наир., >л.-маги, поле, глюонное поле (см. Квантовая хромодипамика), поле промежуточных векторных боаонов (см. Электрослабое взаимодействие). Соответствующие им векторные части] ы (фотон, глюоны, промежуточные бозоны) служат переносчиками электромагнитного, сильного и слабого взаииодействи11. [c.251]

Другая характеристика взаимодействия — длина свободного пробега частицы в веществе. Сильно взаимодействующие частицы (адроны) можно задержать железной плитой толщиной в неск. десятков см, тогда как нейтрино, обладающее лишь С. в., проходило бы, не испытав ни одного столкновения, через железную плиту толщиной порядка миллиарда км. Ещё более слабым является гравитац. взаимодействие, сила к-рого при Энергии - 1 ГаВ в 10 раз меньше, чем у С. в. Однако обычно роль гравитац. взаимодействия гораздо заметнее роли G. в. Это связано с тем, что гравитац. взаимодействие, как и электромагнитное, имеет бесконечно большой радиус действия поэтому, вапр., на тела, находящиеся на поверхности Земли, действует гравитац. притяжение всех атомов, из к-рых состоит Земля. Слабое же взаимодействие обладает очень малым радиусом действия ок. 2-10 си (что на три порядка меньше радиуса сильного взаимодействия). Вследствие этого, наор., С. в. между ядрами двух соседних атомов, находящихся на расстоянин 10 си, ничтожно мало, несравненно слабее не только электромагнитного, но и гравитац. взаимодействий между ними. [c.552]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...