6. Типы фундаментальных взаимодействий

Известны четыре основных физических взаимодействия, которые определяют структуру нашего мира: сильные, слабые, электромагнитные и гравитационные.

1. Сильное взаимодействие происходит на уровне атомных ядер и представляет собой взаимное притяжение и отталкивание их составных частей. Сильные взаимодействия возможны только на больших расстояниях (радиус примерно 10^-13 см).

При определенных условиях сильное взаимодействие очень прочно связывает частицы, в результате чего образуются материальные системы с высокой энергией связи - атомные ядра, именно по этой причине ядра атомов являются весьма устойчивыми, их трудно разрушить.

2. Электромагнитное взаимодействие в 100-1000 раз слабее сильного взаимодействия. Оно свойственно электрически заряженным частицам. При нем происходят испускание и поглощение «частиц света» - фотонов.

3. Слабые взаимодействия возможно между различными частицами. Оно простирается на расстояние порядка 10^-15 – 10^-22 см и связано главным образом с распадом частиц, например, с происходящим в атомном ядре превращениями нейтрино в протон, электрон и антинейтрино. За счет слабого взаимодействия светит Солнце (протон превращается в нейтрон, позитрон и нейтрино).

4. Гравитационное взаимодействие - самое слабое, не учитываемое в теории элементарных частиц. Однако на ультрамалых расстояниях (порядка 10^-33 см) и при ультрабольших энергиях гравитация вновь приобретает существенное значение. Здесь начинают проявляться необычные свойства физического вакуума. В космических масштабах гравитационное взаимодействие имеет решающее значение.

Все четыре взаимодействия необходимы и достаточны для построения разнообразного мира.

Одна из главных задач современной физике - создать общую теорию поля и физических взаимоотношений. Остаются ещё вопросы о происхождении кварков и лептонов, о том, являются ли они основными «кирпичиками» природы и насколько фундаментальны? Большое значение имеет исследование рождения элементарных частиц из вакуума, построение моделей первичного ядерного синтеза, породивших те или иные частицы в момент рождения Вселенной.

Ответы на эти вопросы ищут в современной космологии.

9