4.6.3.Сильное взаимодействие

Основная функция сильного взаимодействия - соединять кварки и антикварки в адроны.

Сильные взаимодействия происходят между адронами (от греч. «адрос» — сильный), к которым относятся барионы (греч.«барис» — тяжелый): нуклоны (протоны и нейтроны), ги­пероны и мезоны. Сильные взаимодействия возможны только на малых расстояниях (радиус примерно 10^-13 см.).

Одно из проявлений сильных взаимодействий — ядерные силы. Сильные взаимодействия открыты Э. Резерфордом в 1911г. одновременно с открытием атомного ядра (этими силами объясняется рассеяние а-частиц, проходящих сквозь вещество). Согласно гипотезе Юкавы (1935 г.) сильные взаимодействия со­стоят в испускании промежуточной частицы — переносчика ядер­ных сил. Это р-мезон, обнаруженный в 1947 г., с массой в 6 раз меньше массы нуклона, и найденные позже другие мезоны. Ну­клоны окружены «облаками» мезонов.

Нуклоны могут приходить в возбужденные состояния — барионные резонансы — и обмениваться при этом иными частица­ми. При столкновении барионов их облака перекрываются и «возбуждаются», испуская частицы в направлении разлетающих­ся облаков. Из центральной области столкновения могут испус­каться в различных направлениях более медленные вторичные частицы. Ядерные силы не зависят от заряда частиц. В сильных взаимодействиях величина заряда сохраняется.

4.6.4.Электромагнитное взаимодействие

Электромагнитное взаимодействие в 100—1000 раз слабее сильного взаи-модействия. При нем происходит испускание и по­глощение «частиц света» — фотонов.

Этот вид взаимодействия обладает универсальным характером и существует между любыми телами, при этом электромагнитное взаимодействие может проявляться и как притяжение (между разноимёнными 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.

Современная физика создала более совершенную и точную теорию элек-тромагнетизма, в которой учтены и квантово-полевые аспекты явления. Эта теория названа квантовой электродинамикой. Так же, как физике неизвестна причина существования массы, так и ей неизвестна природа электромагнит-ного заряда. Поэтому теория начинается с постулирования существования этого заряда. Заряд создаёт 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 разноимён-ных зарядов обмен создаёт эффект притяжения, а в случае одноимённых - отталкивания. Во всех процессах с участием электромагнитных зарядов выполняется закон сохранения заряда, импульса, энергии и др.