4.5. Какие существуют виды фундаментальных взаимодействий в природе, и какие частицы являются переносчиками этих взаимодействий?

Выделяют четыре вида фундаментальных взаимодействий: ГРАВИТАЦИОННОЕ, ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ, СЛАБОЕ, СИЛЬНОЕ.

Считается, что механизм взаимодействий во всех случаях происходит путём обмена частицами – переносчиками взаимодействий. К настоящему времени число известных элементарных частиц достигает трёх сотен. К объектам микромира применяется следующая классификация:

Элементарные частицы / \
1. Фермионы (составляют вещество) / \		2. Бозоны (участвуют в передаче фундаментальных взаимодействий)
Лептоны (существуют в свободном состоянии)	Кварки (существуют только в связанном состоянии – в виде адронов)

К ЛЕПТОНАМ ОТНОСЯТСЯ: электронное нейтрино (_e), электрон (e^–), мюонное нейтрино (_), мюон (^–), тау-нейтрино (_), тау-лептон (^–). К АДРОНАМ ОТНОСЯТСЯ протон (р⁺) и нейтрон (n⁰).

Классификация фундаментальных взаимодействий и их переносчиков приводится ниже. Каждое из них характеризуется своими КОНСТАНТАМИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ – величинами, которые являются неизменными в масштабе всей Вселенной и обеспечивают стабильное существование всего материального мира. Фундаментальными константами в физике являются скорость света в вакууме и постоянная Планка (Приложение 3).

При выражении констант взаимодействия, показывающих их относительную силу, за единицу принято сильное взаимодействие.

Таблица 1

Виды фундаментальных взаимодействий и их частицы–переносчики

Вид взаимодействия	Радиус действия	Константа взаимодействия	Частицы-переносчики	Масса покоя
Электромагнитное	∞	6·10–39	фотоны	0
Гравитационное	∞	1/137	гравитоны	0
Слабое (отвечает за распад элементарных частиц)	До 10–19 м	10–14	векторные бозоны	>0
Сильное (отвечает за устойчивость атомных ядер)	До 10–16 м	1	глюоны	0

4.6. В чём состоит сущность концепции близкодействия и концепции дальнодействия?

Одним из самых спорных вопросов в физике и в естественных науках вообще являлся вопрос о механизме передачи взаимодействий в материальном мире. Два принципиально разных подхода к решению этого вопроса описываются концепциями близкодействия и дальнодействия.

Согласно КОНЦЕПЦИИ БЛИЗКОДЕЙСТВИЯ, взаимодействие между телами:

1. требует наличия материальных посредников;

2. имеет конечную скорость распространения.

В рамках этой концепции взаимодействие осуществляется с помощью полей, непрерывно распределенных в пространстве. Например, всемирное тяготение осуществляется гравитационным полем.

Согласно КОНЦЕПЦИИ ДАЛЬНОДЕЙСТВИЯ:

1. Взаимодействие между телами может осуществляться непосредственно через пустое пространство, которое не принимает никакого участия в передаче взаимодействия.

2. При этом передача взаимодействия происходит мгновенно.

Например, считалось, что перемещение Земли должно сразу приводить к изменению силы тяготения, действующей на Луну.