2. Электромагнитное взаимодействие

Этот вид взаимодействия также обладает универсальным характером и существует между любыми телами, но, в отличие от гравитационного взаимодействия, которое всегда выступа­ет в виде притяжения, электромагнитное взаимодействие мо­жет проявляться и как притяжение (между разноименными за­рядами), и как отталкивание (между одинаковыми зарядами).

Благодаря электромагнитным связям возникают атомы, молекулы и макроскопические тела. Все химические реакции представляют собой проявление электромагнитных взаимо­действий, являются результатами перераспределения связей между атомами в молекулах, перестройки электронных оболо­чек атомов и молекул, а также количества и состава атомов в молекулах разных веществ. Изучением этих процессов занима­ется химия.

Механизм: Заряд частицы создает поле, квантом ко­торого служит безмассовый бозон - фотон со спином, равным 1. Электрический заряд проявляется в двух разновидностях: заряд, присущий электрону, назван отрицательным; заряд, присущий протону и позитрону, назван положительным. Взаимодействие зарядов обеспечивается обменом виртуальных фотонов. В случае разноименных зарядов обмен создает эф­фект притяжения, а в случае одноименных - отталкивания. Во всех процессах с участием электромагнитных зарядов выпол­няется закон сохранения заряда, импульса, энергии и др.

3. Слабое взаимодействие

Это третье фундаментальное взаимодействие, существую­щее только в микромире. Оно ответственно за превращение одних частиц-фермионов в другие.

Типичный пример слабого взаимодействия - процесс бета-распада, в ходе которого свободный нейтрон в среднем за 15 минут распадается на протон, электрон и электронное ан­тинейтрино. Распад вызывается превращением внутри нейтро­на кварка аромата d в кварк аромата u.

Первоначально созданная теория слабого взаимодействия оказалась несовершенной. Возникли подозрения, что трудно­сти теории удастся преодолеть, если допустить, что слабое и электромагнитное взаимодействия - это разные проявления одного взаимодействия наподобие того, как электричество и магнетизм - два проявления единой сущности. Эту идею в 60-х годах воплотили в теорию С. Вайнберг и А. Салам. Теория единого электрослабого взаимодействия позволила решить главные проблемы, связанные со слабым взаимодействием.

Механизм: Эта теория исходит из существования единого фундамен­тального заряда, отвечающего одновременно и за слабое, и за электромагнитное взаимодействия. При очень высоких темпе­ратурах (энергиях) структура вакуума нарушается и не может помешать проявлению такого заряда. Тогда слабое и электро­магнитное взаимодействия сливаются воедино, а заряд порож­дает общее поле, квантом которого служит безмассовая бозонная частица с бесконечным радиусом действия. При пониже­нии температуры наступает критический момент, после кото­рого вакуум переходит в иную, более упорядоченную модифи­кацию, что меняет характер его взаимодействия с электросла­бым зарядом. В результате заряд распадается на две части, од­на из которых предстает как электромагнитный заряд, а другая - как слабый заряд. Безмассовая бозонная частица распадается на четыре составляющих. Выделяется бозон электромагнитно­го воздействия, он остается безмассовой частицей - фотоном. А трем полям слабого заряда соответствуют три тяжелых бозона, получивших свои массы в результате взаимодействия со струк­турой модифицированного вакуума.