Типы взаимодействий

В обычной жизни человек постоянно подвержен электромагнитным и гравитационным силам. Соответственно эти силы известны нам давно. Их теоретическое описание в конце-концов вылилось в классическую электродинамику Максвелла и общую теорию относительности Энштейна.

Что касается сильных и слабых взаимодействий, то они стали известны лишь в первой трети XX века в связи с изучением радиоактивности и осмыслением результатов бомбардировок атомов различных элементов альфа-частицами. Соответствующие рассуждения привели физиков к убеждению, что протоны и нейтроны находятся в ядрах атомов, будучи очень сильно связанными друг с другом. Эти связи и есть так называемые сильные взаимодействия. С другой стороны, радиоактивные вещества испускают α-, β-, и ɣ-лучи.

Когда была создана первая достаточно адекватная экспериментальным данным теория, пришлось предположить наличие в ядрах атомов незначительных по своим интенсивностям взаимодействий, которые и стали называть слабыми.

Соотносительная сила различных типов взаимодействий зависит от энергии частиц и некоторых других факторов, а также меняется от одной ситуации к другой. Чтобы представить е в более-менее отчётливой форме подсчитывают силу взаимодействия двух протонов, а протоны участвуют во всех типах взаимодействий при энергии 1 Гэв. В таком случае, для отношений интенсивностей получается следующая пропорция: сильное взаимодействие: электромагнитное взаимодействие: слабое взаимодействие: гравитационное взаимодействие = 1: 10’-2: 10’-10: 10’-38.

Иначе говоря, по своей интенсивности электромагнитные взаимодействия уступают сильным в 100 раз, слабые – в 10 миллиардов раз, а гравитационные – в 10’38 раз. По мере увеличения расстояния между частицами взаимодействие между ними убывает. Однако 2 силы (электромагнитные и гравитационные) уменьшаются плавно. Принципиально по-другому обстоят дела с сильным и слабым взаимодействиями, которые ограниченны очень малыми расстояниями (10’-13 – сильные 10’-16 – для слабых). Их влияние за границами атомов отсутствует. На расстояниях, сравнимых с размерами атомов (10’-8 см.) господствуют уже электромагнитные силы, влияние же гравитационных ничтожно мало. Вследствие этого поведение электронов в составе оболочек атомов, молекул, а значит и химические связи определяются исключительно электромагнитными взаимодействиями и только в большом космическом мире, начиная с планетных масштабов, господствующими и ответственными за структуру большого космоса являются гравитационные взаимодействия.