Типи взаємодії

Для опису поведінки елементарних частинок слід враховувати тип взаємодії. Відомі такі чотири типи взаємодій між елементарними частинками: сильні (ядерні), електромагнітні, слабкі й гравітаційні.

Інтенсивність тієї чи іншої взаємодії характеризують певним безрозмірним параметром а, який інакше називають константою взаємодії.

Сильні взаємодії проявляються між адронами – мезонами, нуклонами, гіперонами. Прикладом їх можуть бути вже розглянуті ядерні взаємодії нуклонів, що забезпечуються я-мезонами. Порівняльна константа взаємодії дорівнює І; радіус їхньої дії має порядок розміру ядра – 10і5 м; характерний час життя частинок, що розпадаються в результаті взаємодії (час руху піона на відстані r-10-15 м при максимальній швидкості с=3•108 м/с) ~ 10-23с

Електромагнітні взаємодії – забезпечують зв'язки між зарядженими частинками; вони реалізуються за допомогою електромагнітного поля. Теорією електромагнітної взаємодії є квантова електродинаміка, згідно з якою заряджені частинки взаємодіють за допомогою віртуальних фотонів, якими обмінюються частинки; величина імпульсу фотона p=hν/c

Слабкі взаємодії відповідальні за всі р-розпади ядер, розпади багатьох елементарних частинок, за всі процеси взаємодії нейтрино з речовиною.

Гравітаційні взаємодії з усіх інших тилів фундаментальних взаємодій найслабкіші. Порівняльну константу цієї взаємодії знаходять за виразом ,де r – гравітаційна стала; М – маса нуклона, за підрахунками а =2·10-39. Гравітаційні взаємодії із збільшенням відстані повільно зменшуються, тому радіус їх дії необмежений. Час реалізації взаємодії ~108років. Чим слабкіші взаємодії, тим довший час потрібний для здійснення зумовленої ними реакції. У фізиці мікрочастинок гравітаційними силами нехтують, хоч цієї взаємодії зазнають усі частинки.