Константы сильного и слабого взаимодействий

КОНСТАНТЫ СИЛЬНОГО И СЛАБОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ [c.181]

Анализируется семейство входящих в таблицы физических постоянных многочисленных констант — характеристик микрочастиц. Для понимания проблемы постоянных в целом принципиально важным является то. что они раскрывают существование в природе двух фундаментальных взаимодействий — сильного и слабого. Введены безразмерные характеристики этих взаимодействий. [c.198]

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]

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]

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]

Интересной иллюстращ1ей к этому является таблица физических постоянных, данная в [24]. Ее название Список фундаментальных констант и производных величин является более корректным с физической точки зрения, но, к сожалению, автор не утруждает себя ни выработкой определения, ни разделением содержащихся в ней констант на эти принципиально различающиеся по своей значимости группы. Согласно [24], фундаментальными постоянными можно считать е, h, с, G, т . т , к и постоянную Хаббла Н, космологическую постоянную Л и космическое отношение числа фотонов и протонов S. Производные величины, приведеЕшые в [24], мы пока обсуждать не будем, заметим все же, что среди них указываются сконструированные из вышеприведенных размерных постоянных безразмерные характеристики ядерных — сильного и слабого — взаимодействий, что отнюдь не является бесспорным. [c.35]

Попробуем взглянуть на физические постоянные, приведенные в табл. 1, так ска 1ать, глазами Эйнштейна . Безразмерных констант в ней не так уж и много — это отношения масс, отношения различных магнитных моментов, постоянная тонкой структуры а. По МНС1ШЮ проф. И. Л. Розенталя, безразмерные величины mjm и где — усредненная масса нуклона, являются фундаментальными безразмерными величинами, опре-деляющи ш сложную структуру Вселенной [32]. Постоянная тонкой структуры а является количественной характеристикой одного из четырех фундаментальных взаимодействий, существующих в природе,— электромагнитного, и нам еще предстоит обсуждение ее фундаментального значения в физике. Пока отметим следующее. Помимо электромагнитного взаимодействия другими фундаментальными взаимодействиями являются гравитационное, сильное и слабое. Существование безразмерной константы электромагнитного взаимодействия а, = е I (ft ) я 1131 предполагает, очевидно, наличие аналогичных безразмерных констант, являющихся характеристиками остальных трех типов взаимодействий. Эти константы нам также еще предстоит обсудить, пока же вьшишем выражения для них и их числовые значешя [c.42]

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]

Кроме р-распада, примерно такой же константой характеризуются и другие процессы слабого взаимодействия (я— х)-распад, ( х—е)-распад, распады /(-мезонов и гиперонов (см. гл. XIV). Слабые взаимодействия примерно в 10 раз слабее сильных. В соответствии с этим процессы распада для слабых взаимодействий происходят в 10 раз медленнее, чем для сильных, т. е. за время t не меньше чем 10 сек. Однако с процессами распада, происходящими за счет слабого взаимодействия, надо считаться в тех случаях, когда часпицы проходят большой путь до детектора, так как даже при скорости у с частица, [c.202]

Кроме сильных в диаграммах имеется по одной слабой вершине сл четырехфермионного типа (точки на рисунках), в которых странность изменяется на единицу (AS = 1). Эти вершины характеризуются константой слабого взаимодействия которая и определяет медленный ( 10" ° сек) процесс распада Л -гиперона. [c.188]

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]

Согласно ТВО, объединение сильного, слабого и электромагнитного взаимодействий наступает при энергиях взаимодействия порядка 10 ГэВ. Константа объединенного взаимодействия примерно равна 1/40, частица-переносчик—лептокварк—имеет массу порядка 10 -f-10 ГэВ ( 10 г). В ТВО единым об- [c.215]

НЕСОХРАНЁНИЕ ЧЁТНОСТИ В ЯДРАХ — отсутствие определённой чётности ядерных волновых ф-ций но отношению к пространств, отражению (Р-инверсии), т. е. по отношению к одноврем. изменению направлений всех координатных осей на противоположные (си. Чётность). Причиной Н. ч. в я. является слабое взаимодействие между составляющими ядро нуклонами (нейтронами и протонами). Ядерные силы с учётом слабого взаимодействия представляются в виде суммы доминирующего Р-чётного вклада сильного взаимодействия и малой Р-нечётной добавки слабого взаимодействия. Относит, величина F) слабых межнуклонных сил в ядре определяется константой слабого взаимодействия G = т — масса нуклона) и безразмерной мас- [c.336]

Развитие физики атома, атомного ядра и элементарных частиц потребовало введения ряда новых Ф. ф. к. Ридбер-га постоянной для бесконечной массы атомного ядра R , определяющей атомные спектры танкой структуры по-сто.чнной а, характеризующей эффекты квантовой электродинамики и тонкую структуру атомных спектров магнитных моментов электрона и протона и р константы Ферми Ср и угла ВайнберГа 0w, характеризующих эффекты слабого взаимодействия, массы промежуточных Z -и W-бозонов mz и являющихся переносчиками слабого взаимодействия, и т. д. Развитие физики сильных взаимодействий на основе кварковой модели составных адронов и квантовой хромодинамики, несомненно, приведёт к новым Ф. ф. к. С др. стороны, имеется тенденция к построению единой теории всех фундам. взаимодействий (эл.-магн., слабого, сильного и гравитационного, см. Великое объединение), что позволило бы уменьшить число независимых Ф. ф. к. Так, уже создана единая теория электрослабых взаимодействий (т. н. стандартная модель Вайнберга—Салама — 1лэшоу), в результате чего константа Ферми Ср перестаёт быть независимой и выражается через константы /г, а, 9w и mw [c.381]

Силу разл. классов взаимодействий можно приближённо охарактеризовать безразмерными параметрами, связанными с квадратами соответствующих констант взаимодействий. Для сильного, эл.-магн., слабого и гравитац, взаимодействий протонов при энергии процессов 1 ГэВ вс. ц. м. эти параметры соотносятся как 1 10 10 10 , Необходимость указания ср. энергии процесса связана с тем, что в феноменологич. теории слабого взаимодействия безразмерный параметр зависит от энергии. Кроме того, интенсивности разл. процессов очень по-разному зависят от энергии, а феноменологическая теория слабого взаимодействия при энергиях больших Mw в с. ц. м. перестаёт быть справедливой. Всё это приводит к тому, что относит, роль разл. взаимодействий, вообще говоря, меняется с ростом энергии взаимодействующих частиц и раз> деление взаимодействий на классы, основанное на сравнении интенсивностей процессов, надёжно осуществляется при не слишком высоких энергиях. [c.598]

Показано, что на классе наиболее сильно расходящихся членов высшего порядка теории возмущений по слабому четырехфермионному взаимодействию теория одного слабовзаимодей-ствующего поля перенормируема. Па том же классе теория системы слабовзаимодействующих полей перенормируема, если добавить в затравочном лагранжиане взаимодействие нейтральных токов и переходы частиц друг в друга. При наличии сильного взаимодействия добавляются также мезон-барионные и мезон-лептонные взаимодействия, нарушающие четность. Во всех случаях число добавляемых взаимодействий оказывается конечным. При этих условиях теряют силу известные оценки верхней границы применимости теории слабых взаимодействий, основанные на анализе наивысших расходимостей теории возмущений. При теперешнем состоянии эксперимента перенормированные константы связи большинства вводимых взаимодействий [c.53]

Отметим сразу же, что это последнее обстоятельство приводит к неуниверсальности СВ на языке затравочных констант связи эти константы должны выбираться не равными друг другу и именно такими, чтобы они стали равными после обрастания . По этой причине, например, ответственными за разность векторных констант 13- и //-распадов следует считать не чисто слабые эффекты (см. [7]), а эффекты, включающие как сильное взаимодействие, так и СВ, не считая, конечно, электромагнитных эффектов. [c.54]

Согласно теории великого объединения (ТВО) сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия являются различными проявлениями одного и того же фундаментального взаимодействия, характеризуемого своей константой связи сеси и некоторой глобальной симметрией, охватывающей симметрии объединяемых взаимодействий. Квантами ноля этого взаимодействия должны быть сверхтяжелые промежуточные бозопы (Х-бозопы). [c.209]

Преобладание парамагнетизма характерно а) для свободных атомов, ионов и молекул, обладающих результирующим магн. моментом. Парамагнитны газы О 2, N0, пары щелочных и переходных металлов. Восприимчивость их )( 10- — 10 и при не очень низких темп-рах и не очень сильных магн. полях не зависит от поля Я, но существенно зависит от темп-ры — для X имеет место Кюри закон. %=С Т, где С — постоянная Кюри б) для ионов переходных элементов в жидкой фазе, а также в кристаллах при условии, что магнитно-активные ионы слабо взаимодействуют друг с другом и их ближайшее окружение в конденсиров. фазе слабо влияет на их парамагнетизм. При условии лвН1кТ их восприимчивость X не зависит от Я, но зависит от Г — имеет место Кюри— Вейса закон. х=С 1 Т—А), где С и А — константы в-ва в) для ферро- и антиферромагн. в-в выше точки Кюри й. [c.358]

Независимыми константами, определяющими свойства Вселенной, являются всего две постоянные — константа объединенного взаимодействия а и размерность пространства N [32]. По мере расширения Вселенной объсд1шенное взаимодействие расщепляется на гравитационное, сильное, слабое и электромагнитное. При низких энергиях эти четыре взаимодействия стали выглядеть как совершенно самостоятельные сущности. Конкретная схема этого процесса предложена в работе советских физиков Д. А. Киржница и А. Д. Линде [114]. [c.222]

СИЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ одно из фундам. взаимодействий элементарных частиц, интенсивность к-рого, характеризуемая константой связи (константой взаимодействия), значительно больше, чем у др. типов взаимодействий — эл.-магн., слабого и гравитационного. [c.497]

Наиболее полно великое объединение должно проявляться при энергии, соответствующей массе Х-бозонов и составляющей, но теоретическим оценкам, 10 —10 ГэВ. При этой энергии константы связи слабого, электромагнитного и сильного взаимодействий ( ew, em, es) должны стать одинаковыми по величине и равными сеси- [c.209]

Темп многофононного захвата определяется величиной константы электрон-фононного взаимодействия. При слабой связи между локализованными носителями и фононной "баней" кристаллической решетки сечения захвата свободных электронов или дырок на соответствующие центры могут быть весьма малыми (10 -10 см и менее). Для поверхностных электронных состояний в некоторых случаях реализуется очень сильная электрон-фононная связь. При захвате свободного носителя на такой центр локализации происходит существенная перестройка ближайшего окружения центра, сопровождающаяся преодолением "конфигурационного" потенциального барьера (подробнее об этом см. раздел 8.2). Сечения захвата свободных носителей заряда на такие центры могут быть ничтожно малыми — 10 25 10 22 см2 и менее эти центры выполняют роль медленных по- [c.90]

Подобная расходимость не появляется для поперечных оптических мод, в которых не происходит накопления зарядов. Аналогично в длинноволновых акустических модах соседние заряды движутся примерно в фазе и поэтому сильное электростатическое взаимодействие возникнуть не может. Только в пьезоэлектрических кристаллах, в которых однородные или медленно меняюшиеся деформации вызывают появление электрической поляризации, возникает электростатическое взаимодействие с акустическими модами. В этом случае электрон-фононное взаимодействие можно выразить через пьезоэлектрические константы (5, 6]. Расходимость этого взаимодействия при больших длинах волн слабее, чем в случае оптической моды. [c.438]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...