Силно ядрено взаимодействие: Разлика между версии
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
м r2.7.1) (Робот Промяна: war:Makusog nga pahilabotay |
разш. по руската |
||
Ред 6:
достъп_дата = 22.12.2007 |
издател=сп. Физика |език=}}</ref>
или само ''силно взаимодействие'') е едно от четирите [[фундаментални взаимодействия] във [[физика]]та. Силното взаимодействие действува на много къси разстояния — в мащабите на [[Атомно ядро|атомните ядра]] или по-малко — като на него се дължи привличането между [[нуклон]]ите в ядрата. Описано според съвременната квантова хромодинамика, в силното взаимодействие участвуват [[кварки]]те и [[глуон]]ите, а също така съставените от тях [[елементарни частици]], наречени [[адрони]] (най-известни примери за адрони са [[протон]]ите и [[неутрон]]ите, изграждащи голяма част от познатата ни [[материя (физика)|материя]]).
Кварките съставят [[адрон]]и ([[протон]]и и [[неутрон]]и, които изграждат голяма част от познатата ни материя). Протонът, например, е съставен от два горни и един долен кварк, което привидно нарушава [[Принцип на Паули|принципа на Паули]], според който два [[фермион]]а не могат да се намират в едно [[квантово състояние]] (т.е. да имат еднакви [[квантово число|квантови числа]]). От това следва, че трябва да се въведе ново свойство на кварките, което да притежава 6 проявления - цветния заряд.▼
== История ==
=== Теория за пион-нуклонното взаимодействие ===
Необходимостта от въвеждане на понятието силно взаимодействие възниква през 30-те години на 20-и век, когато става ясно, че нито [[Гравитационно взаимодействие|гравитационното]], нито [[електромагнитно взаимодействие|електромагнитното]] взаимодействие не могат да отговорят на въпроса: Какво свързва [[нуклон]]ите в [[Атомно ядро|атомните ядра]]. През [[1935]] г. японският физик [[Хидеки Юкава]] изгражда първата количествена теория за взаимодействие между нуклоните, като предполага, че те си обменят частици, днес известни като '''пи (<math>\pi</math>) [[мезон]]и''' (или съкратено '''[[пион]]и'''). Впоследствие пионите са открити експериментално ([[1947]] г.)
В тази теория (наричана също теория за пион-нуклонното взаимодействие) привличането или отблъскването между двата [[нуклон]]а става чрез изпускане на пион от единия нуклон и поглъщането му от другия нуклон (по аналогия с електромагнитното взаимодействие, което се описва като обмен на виртуален [[фотон]]. Тази теория успешно описва цял кръг от явления. Численият коефициент, определящ „ефективността“ на изпускане на пион, се оказва много голям (в сравнение с аналогичния коефициент за електромагнитното взаимодействие), което и определя „силата“ на силното взаимодействие.
=== Феноменология на силните взаимодействия при адроните ===
През 50-те години са открити огромен брой нови [[елементарни частици]], като болшинството от тях имат твърде кратък живот. Всички тези частици са силно взаимодействащи: ефективното им сечение на разсейване (взаимодействие) една с друга е от същия порядък като сеченията на взаимодействие на нуклоните и пионите и забележимо надвишава сечението им на взаимодействие с електрони.
Сред тези адрони има както [[мезон]]и, така и [[барион]]и. Те имат различен [[спин]] и [[електрически заряд]], а в разпределението им по [[маса (величина)|маси]] и в предпочитаните канали на разпад се забелязва известна закономерност, но не е ясно на какво се дължи това.
По аналогия с пион-нуклонното разсейване е построен модел на силните взаимодействия за тези адрони, в който на всеки тип взаимодействие и на всеки тип разпад съответствува своя константа на взаимодействието. Някои от наблюдаваните закономерности обаче не могат да бъдат обяснени и за тях просто се постулират т.нар. „правила на играта“, на които се подчиняват адроните ( напр. правило на Цвайг, запазване на изоспина и G-четността и др.). Макар че общо взето това описание върши работа, то безусловно е неудовлетворително от гледна точка на теорията.
В средата на 60-те е открита SU(3) симетрията на свойствата на адроните и става ясно, че принципните степени на свобода при „конструиране“ на адроните не са чак толкова много. Тези степени на свобода получават името [[кварк]]и. Няколко години по-късно са проведени експерименти, с които се доказва, че кварките са не просто абстрактни степени на свобода на адрона, а са реални частици, които го изграждат и са носители на неговия [[импулс]], [[електрически заряд]], [[спин]] и и др. Единственият проблем се заключава в това как да се опише факта, че при никакви реакции кварките не могат да напуснат адрона (т.нар. confinement).
Все пак, дори и в отсъствие на теоретически обоснована динамична картина на взаимодействията между кварките, самият факт, че адроните са съставни частици, прави възможно обяснението на много от чисто емпиричните свойства на адроните.
== Обяснение според квантовата хромодинамика ==
{{основна|Квантова хромодинамика}}
▲
<ref name="Duke">{{Цитат уеб|
уеб_адрес=http://www.phy.duke.edu/~kolena/modern/hansen.html |
Line 24 ⟶ 46:
автор=[[Франк Уилчек]] |
дата=2000 |
издател=The American Institute of Physics |език=английски }}</ref>
(<code>ч-с</code>). Изчерпвайки всички възможни преходи между кварките с промяна на цвета се получават 6 глуона от този тип: <code>ч-з</code>, <code>з-с</code>, <code>с-ч</code>, <code>з-ч</code>, <code>с-з</code>, <code>ч-с</code>.
Освен това съществуват кваркови преходи без промяна на цвета – червен в червен, зелен в зелен и син в син. Те се осъществяват от два цветнонеутрални глуона. [[Антикварк]]ите имат антицветни заряди, които се отличават от зарядите на съответните кварки само по своя знак.
Интересно свойство на кварките е т.нар. [[асимптотична свобода]] - кварките са по-близко, силата на цветното взаимодействие е по-малка. Когато кварките се отдалечават, те взаимодействат по-силно, поради което кварките не могат да напуснат ядрото, което съставят<ref name="physica" />. [[Нобелова награда за физика|Нобеловата награда по физика]] за 2004 е присъдена на [[Франк Уилчек]], [[Дейвид Грос]] и [[Дейвид Полицер]] именно за откриването на асимптотичната свобода на кварките.
Квантовата хромодинамика обяснява огромен брой закономерности във физиката на силното взаимодействие – т.н. [[стандартен модел]]. Единственият липсващ елемент в стандартния модел е [[Бозон на Хигс|бозона на Хигс]]. Очаква се хипотезата за нейното съществуване да се потвърди или отрече през 2008 г., след като бъде пуснат в действие [[Голям адронен ускорител|Големия адронен ускорител]] в [[ЦЕРН]], Женева<ref>{{Цитат уеб|уеб_адрес=http://lephiggs.web.cern.ch/LEPHIGGS/www/Welcome.html |заглавие= LEP Higgs Working Group webpage |достъп_дата=22.12.2007 |език=английски }}</ref>.
== Източници ==
<references />
{{превод от|ru|Сильное взаимодействие|32517879}}
[[Категория:Ядрена физика]]
| |||