Виды фундаментальных физические взаимодействия

№	Виды	Действие
1	сильное	соединяет кварки в адроны и удерживает протоныи нейтроны в составе атомного ядра
2	электромагнитное	- действует между частицами, имеющими электрический заряд - «ответственно» за явления электромагнетизма
3	слабое	- обусловливает большинство распадов элементарных частиц - взаимодействия нейтрино с веществом и др
4	гравитационное	объекты, имеющие массу, притягиваются друг к другу

Основные характеристики фундаментальные взаимодействий приведены в табл.4.4.

Таблица 4.4

Основные характеристики фундаментальные физические взаимодействия

№	Природа взаимодействия	Участники взаимодействия	Относи тельная сила взаимодействия	Радиус взаимодействия см	Носители взаимодействия
1	Сильное	Протоны и нейтроны	1,0	короткодействующее	Глюоны
2	Электромагнитное	Электрические заряды	~10-2	дальнодействующее	Фотоны
3	Слабое	Все элементарные частицы	~10-10-10-11	короткодействующее	Векторные бозоны
4	Гравитационное	Масса	~10-38	дальнодействующее	гравитоны

Самое слабое взаимодействие – гравитационное. В то же время оно, как и электромагнитное, является дальнодействующим, охватывающем всю Вселенную.

4.4 Стандартная модель

Современной физической теорией всех негравитационных сил, действующих в природе является так называемая Станда́ртная моде́ль.

Станда́ртная моде́ль — теоретическая конструкция в физик элементарных частиц, описывающая электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц.

Экспериментальное подтверждение существования промежуточных векторных бозонов в середине 80-х годов завершило построение Стандартной модели и её принятие как основной. Подтверждение существования бозона Хиггса в 2012 году завершило экспериментальное обнаружение предсказываемых Стандартной моделью элементарных частиц (табл.4.5.)

Таблица 4.5.

К раткий обзор различных семейств элементарных и составных частиц, и теории, описывающие их взаимодействия. Фермионы слева, Бозоны справа

5. Cтруктурная и системная организация материи

Материальные объекты связанны между собой единой системой иерархии.

Структура материи – совокупность устойчивых связей объекта, обеспечивающих его целостность и тождественность самому себе/

Целостность и тождественность – сохранение основных свойств при различных внешних и внутренних изменениях. проявляющихся в бесконечном многообразии целостных систем

Материальная система – относительно обособленная часть материального мира, имеющую свои внутренние законы существования и развития

Материальные объекты всегда обладают внутренней упорядоченностью и системной организацией. Упорядоченность проявляется в закономерном движении и взаимодействии всех элементов материи, благодаря которому они объединяются в системы. Система — это внутренне упорядоченное множество взаимосвязанных элементов. Связь между элементами в системе является более прочной, существенной и внутренне необходимой, чем связь каждого из элементов с окружающей средой, с элементами других систем. Человеческое познание структурной организации М. относительно и изменчиво, зависит от постоянно расширяющихся возможностей эксперимента, наблюдений и научных теорий.

Материальные объекты связанных между собой единой системой иерархии. Различают следующие иерархии материальных систем:

• - физическая

• - химическая

• - биологическая

• - социальная

• - техническая

В современном естествознании множество материальных систем принято условно делить по масштабному признаку на микромир, макромир и мегамир.

К микромиру относятся молекулы, атомы и элементарные частицы.

Материальные объекты, состоящие из огромного числа атомов и молекул, образуют макромир. Это мир окружающих нас предметов. Он включает в себя все от микроорганизмов до складок земной коры.

Самую крупную систему материальных объектов составляет мегамир—мир планет, звезд, галактик и Вселенной.

Характеристики различных уровней организации материи даны в табл.5.1

Таблица 5.1

Виды и параметры материальных систем

Уровни организации материи	Часть пространства	Параметры
Вселенная	мегамир	>1020 м расстояние: световые годы время существования косм.объектов: млн и млр лет
Галактика- звезды
Планеты
Биосфера	макромир	10-8 ÷1020 м протяженные величины : мм ,см ,км время: секунды, минуты, часы, годы
Сообщество-Популяция- Вид-Индивид
Вещество
Молекула	микромир	< 10-8 м размеры: 10-8- 10-16, время жизни: от ∞ до 10-24сек
Атом
Элементарные (фундаментальные) частицы

Единицы измерения расстояния, используемые в астрономии, приведены в табл. 5.2. Относительные размеры объектов микро-, макро- и мегамира представлены в табл. 5.3.

Таблица 5.2

Единицы измерения в астрономии.

Единица измерения	Определение	Значение	Область применения
Световой год внесистемная единица длины	= расстоянию, проходимому светом за год	95 миллиардов триллионов км	Качеств.предст-ие масштабов расст-ия в астрономии: от сек. до млрд св.лет
Астрономическая единица	= среднему расстоянию между центрами масс Земли и Солнца 1а.е. = длине большой полуоси орбиты Земли.	~150 млн.км	Внутри Солнечной системы
1 парсек	Расстояние в 1 парсек соотв-ет смещению звезды на фоне далеких объектов на 1'' при перемещении наблюдателя на 1 радиус земной орбиты	3,26 светового года	Расстояние до не слишком далеких звезд (десятки световых лет)

Таблица 5.3

Относительные размеры объектов

1	46 млрд. световых лет во всех направлениях	Размер видимой Вселенной
2	100 000 св. лет	Диаметр нашей галактики Млечный путь
3	4,5 млрд. км 30 а.е.	Солнечная система: Расстояние от Солнца до самой отдалённой планеты - Нептуна
4	150 млн.км 1 а. е.	Расстояние от Земли до Солнца (большая полуось)
5	13000 км	Диаметр Земли
6	109 диаметров Земли	Диаметр Солнца
7	3∙10-10 м	Размер атома
8	3∙10-15 м	Средний диаметр атомного ядра

Тело человека является частью макромира. Сознанием же он в состоянии охватить все три мира от ничтожной частицы до величественной галактики. В этом смысле можно уверенно сказать, что человек живет одновременно в трех мирах.

Материальные системы микро-, макро- и мегамира различаются между собой размерами, характером доминирующих процессов и законами, которым они подчиняются. Важнейшая концепция современного естествознания заключается в материальном единстве всех систем микро-, макро- и мегамира. Можно говорить о единой материальной основе происхождения всех материальных систем на разных стадиях эволюции Вселенной.

Многие понятия и концепции ( энергия, импульс и другие), введенные в классической физике для описания свойств материальных объектов макромира, используются для объяснения процессов в микро- и мегамире.

Пример: Закон сохранения энергии и импульса описывает:

• взаимодействие элементарных частиц

• движение тел на Земле

• движение планет, звезд и т.п.