Г.А. Миронова - Конденсированное состояние вещества - от структурных единиц до живой материи. Т1 (1119317), страница 6
Текст из файла (страница 6)
например, электрон окружен оболачзой виртуальных лнюлсй, сбраюванньж »г~ргуальныьггг возбукленввми электрон-познтронного поля; Нэппн— |пу(юй виртуальных пионов. Прн «гам эфбкктнвнмй »врал в сфере. акру. .«аюшей гочс !ный заряд П, уаелнчнвэстс» прл уменьшенин рад»Уев сфе)л» Ж прешппонные юмерспн». гюказавшн» наличае лслярнзацнн ющуые за счет яиртуальк»х процессов, Лаибу и Кашу п !955 г.
бы!к прнсужлегш Нобслевскв» премия. Наличием енртуюьных уровней возбужден»» атомов можно абьжннть процесс перехода атома ю основною состоянн» с элер!пей Ее в вазб)жаеннсе —. с энергией Е„под лействнем интенсивного облучения фотона н с знергткй йю с й'„- Ее = Е„а. Это зпк называемый многафионный процесс ешбужлення атома. Промскугочнме состояния, через которые проходят аго ный юектрон, пергхопэ нз начаэьног а а конечное саста»- тальных зкюнов «ваьтоеай фнзнкн, — та«их урОвней а сдеюре втоца нет. Олнако второй псстукп Бара не означает точного выполнены зпкона сохранены» энергни прн переходах мшкду связаннымн щкюяннямн электронь На свмом лете зажн сохранения энергии выполняегс» лншь с тачнктью ло естественной шнрнны лквл)ег эгнх састаяннг» если паглошпетс гк с знерпкй йог ' ЛЕ г, то с»стена пе!ккоднг в внртуатьнк сост няне, ерем» жизни в шпорам определяется соотношением неапредслснноскй энерппь«реня.
Мноп фоюннмй процеж представлпет собой рпд псследозатсльвыь среза»оп зле«трона по внртуюьным состояниям в энергетическом вырвала Е -Е„. Чпгбы многафатонные процессы рюлшоеалнсь нра«тнческн, та ссп, имели бы заметную пероптнасть. необхалнма экьтремюьно большая ннгенснвнсать нзлучев»», прн которой среднее время межлу поаяегпкательнммн столкновениями фотона« с «пеюм меньше времен» жнзнн электрона в вн(пуальном аостаяннн. !.!лц Везбуяшенныесостовння квантовых падей Вакууч «ел»ется абсалюпю гкинпшнм пктоянвем зсек кюнтавьж полей В ююуме могут попелгпься только внртулльнме частннг.
Более пысакнс энергетические состояния псла. пазы«аемьге «озбужлсннымн сасюяннямн, связанм * паявленнем лнакрстных порций (к»апцн) энергия н пмпульса — даягожнвушнх элементарньж еозбу:клспий. Эти возбуждения н определяются юк элементарные частицы. Мннньгяльная энергия позбукленнп прв равном нулю нмвульсе определяет энергпю рпюсннн часпшы и ее массу. Так, например, мини- ! Ел 1 ЭЛЕЧ «тджЫ лепная . А ГГЫ ыпльная энергия к«а!па юекцюмагнг зз ггного поля, сост»к'ств)тоша» р -О, щгщ нулю. Эю означает. что масса фотона равна нулю. Энерпгя вазникцавенн» лары элпчентзрных вазбулшсний электрон-познтраннога пав» Пдектрсн позитрон) составляет = ! МтВ, что саотлетсгвует мжсам элскцюк н псзгпрана — 10 ыкг.
1.1.5. Взанмовойстннс частиц. Фейггмановсьчге лнагрвммы О= 105-10 марго,с=5.10ысмтс,с=48-10 нед.СГСЭ. Тай»в»а 1-2 Прн большом разнообразны элементарных чжгнн нх пзанмадейстзгк апнсыввекя тремя нилами (тайп. 1 — 2): сильным. электркюбым н грвз»- э»цнонным. В шннивой теории паля взаимодействие жушосгвляепп псренасчн«змн взаимо»с»стенд — внртуальнымн элемеггппрггымн частицам« (часгнцамн обмена) пущм вх гкпускання н паглашення. Кажюму типу взаимодействия сшжвсгствуют шюн кванпл (частицы) обмена. Квантами паля сна»нам! (цветового) аз»«моде»стана явля«теса глнюны (й), эжьтрослабого — фотоны (Т) и бозоиы (%» 2«), гравнпщнонного — грапжюню Сеотнашенне неопределлннкшй Гейзенберга дая знергин-временн (!.2) определяет время кнзвн частицы обмен Из соотношения неопределенностей ллв нмпулыа н ксорлннаты бр,.бтйй слелует, по ралнж лейшвнп силы должен быть обратно процаршюнален массе частицы обмена, так «ак импульс частнны Нюпорцнонален массе.
Патп му электромагнгпное и гразнтацнопное взаимо«слетев», обладаюшгк бесконечным лап»усом нйствня, асушествляюгсп за счет аЬ»сна чаатнцами о пулевой массой паж» (фотон н гншпетнчсскнй гравнпш). В таблице 1-2 в строчю «Радиуса указано раастоянае, и» шпорам «занмодейсппк пра»тически исчезает. Все величины ланге в системе ели- нлцОС: 35 ул. У. Э че«чар ч осппюч. Аякшы 9ЛСУА У Три типа вэп ыолействий люкат в основе всех физических явлений.
каждый пю .араюерюуек» «оистамтой саши а = » /(лс), где  — аврал мсп и, г — сшгросп, свет» в вакууме. Копсгввта сыпи является основгюй количественной характеристикой вэанмолействи» ыежпу частицами. Вга чк чеке с аекмр гя я ы пса« г апрепепюся элеглриче. сюш варя юм чппиц и в формулу для консганти связи а= я /(йс) =!/137 холит тарял щек!рона е.
Ррю ю«нянею еэпк оаейсп«гее хврюгериэупгся грввитанионнай «цска иной С = 6,67 1О т дин смтугт, входящей в выр«кепи» для «оке»а«ты уравиташюниаго юапчодейегвия ац =Вот/Ок) =( ° пэ/(Ы) =5 9.10 тле и —. масса пук»она. Гравпгацншпюе иэанмопействне переносится гравитоппм. сбпвлающич нулевой массой покоя н спигюм, рач ыьу 2.
С»обсе е оде«сочи» хара»те!ипуется константой «эаимопейегвн» Сг(,с) Ц„г — = 1,02 10-5, ГЛЕ ОГ = 1,4 10 ат»РГСН' — КОНСтапта ФЕРМИ, У к»тленная Энрико ферью в 1934 г. лля описания слаб!»х взаимодействий, — масш прогнив. Слабое взаимодействие осуществлаегся каппами пб снв: иейтраяышми Уе и эарюкенными йа боэспами. Эш юаимодейст ви» проявляются при онрелеленных видах столкновений или в пронессвх распела (например б-рвсн»к» атомных ядер), а также опекают эв связь прстогюв при сбразоюиии ядра дсГпсрия в термпвдериой реакции иа Солнце. Если сравиюь слабые н эжкгромагиитные вэаиьюжйствии на расекянин. унпрнмер, В= НГ см, то слабые окюкугся в 10 млрд раэ ьуень. и ше эжктромагии гных.
Но в природе слабые втаимодеГкгвия нгрпат очень «ажпую роль. Слабые силы пгвекц.сины эа множество в!яичных превращений паник гастнп в другие. Вяя сюючх еэ оде«мне«й ра\цмвтрнвиютсе лае облиепг: ушя одной Ужлиус шпиьюдеГктеия больше рагнара иуюпгга це лля второй — меньше . В лернпм случке вэеимолсйств е л янруетсп б еи ° не !кв»иго«юсрного паля). Соотастегвуююа» оп тякк вэаимодсйствия В) /(ас) = 15 . Во втором слу че цую«скопит сбиен глкюном. Обмен элеьюпериыми юстинамн лепты в основе всех видов взаимо. леГст ий. Рюсчогрим.
«апрнмер, эяекуромагнипюе вэаимодеГюние В классической элекгродинамнке вэагшолсГктвце мюкау заря» снными чвстиюми ссушест вюется черю гюля: одни »вряд соэают поле, «второе силовым ггбрашьу воздействует иа щэугой заряд. В «выло»ой тырин взаимо. деГ«тяпе лвух эарюкенных частиц — есть реэультат обмена фотонами: каждый иэ эвект)юигп испускает фотоны (««виты, переносящие вэанмо- ! — 2 фсйя пчпс л в Пачьщ юв шпйспгня г д ейс ине электрсмпгиитного попе), которые эакм поглошаготся лругимн эвектропани.
Наглюпсе графическое юсбражеиие взаимодействий в виж диаграмм впервые ыло вес первые было веедюю Р. Фейамапом Н950 г.). На лиаграмые юждая скоб лика 'шстиуш иэобрпюется в виж линии с )катанием»вправления распространения часпшы. Электуон ищбражаетс» прямой линией. фотон — вплнистай.
Внутренние линии на диаграммах, то есть линии, не имеющие сепбошп|х концов, соошетсгвуют виртувльиыьу частиц»и обмена. Ось ар»мены направлена свеев направо. Аюичестиив иэобрпяньчся такой хп у у линией, квк и 'шстица, но неправленной е (а) вспять по времени». На рис.! — 2 а приведена диаграмма рас- ) селии» фотона гн электроне. В точю ! нра- в исходит поглощение элскцюном фотона у н рождение виртуалыюго элекгрою, коп рый не»кает в точке 2, нспуючя шпые фоки и к е элегпрон (лиаграьию эффекг» Коьппогп).
к у Если эту жч димрамму рассматривать сираев пшено, тп она будет соптпетствоеать ряс- В (б) сеянию фотона нв по»игрене. Двггхмние Р снизу вверх по диаграмме рис. 1 — 2 а сгютветстеуег аннигиляции электрона и позижение сверку вниз — ршкдшшю ээеюрон— пса!прописи пары при стоякнокеиин двух .Ршфотс нов. (и) На рис.!-2 б показан пршпсс зле«три и маткиного рассеяния электрона иа протоне, Р юпга вн(пуальиый фотон, испушепный щютоном, п!параш»стен в ээектранпгоитронную Упру, «от»рая ютем снова реьамбннггрую в фотон, гюглошьемый эжкцю м. Рассмотренные диаграммы иллгссгрирукт механизм электромагнитного вэаимодействнв. Пшюбныс схемы втаимадейюви» присуши и другим физическим полям. В качютве пример», па рисд-2 е приведена схема рассеяния на нейтроие и нейтрнчэ ч„Нейтрино встречаются в )жакциях столь же часто, как и фотоны.
В этом сюбом взаимодействие кваипгм обмена »налете» тяжлая »истина — промчкуючный еекторньш бовен )Р, масса которыо приблиэнтелыю в 60 рю превышют массу прстогы р. Ашшогичные схемы используются в теории сюрхпроводим пти прн рассмотрении электрон — фононного аэаимодействип. 1,1.6. Тырвд.
обьелнияюшаи ые ыаиьюпействия Квантовая теория пола аназелвсь «психее алееватным ап>вратам длв понимания природы взапыадеГктвия часию и объединении всеч аидов язаимадейсгввй. Совы>юнна» шор>п апнсыыет ыектрома>нитные н слабые акима. зе>ктния с помощью сдавай элеи>щи»абай зеорин, разработанной С. Вайнберп>, А. Сазанам н Ш. Глэшоу в 1967 пву. Сейчас миан>е бвнки заняты сшланнем "Велик<по объединения" — единой теории сильюго н эяектраслабп'а «занмолейстннй. В шстояшее время очень бурлю развнвытся теория суперструн— единая теории всех фундамснтальнык кюимодейетвнй н элементарных '>вепш, полу»ивана название "шарив аоста" или ТОЕ (Весну оГ очагу>Ъп!О Соглаано этой теории, ичпыми от ниии элеь и А>руйюды яв>нвтся не чечныс элеме ные частипы а Л!смен а ные тарной сзруны (планксвсквя юнна) Ап = З)УО)гз = 1,6!О ьм (Π— грапишлиаиная постоянная, е — скорость петь в >икууме).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
