Фундаментальные взаимодействия. В настоящее время различают четыре типа фундаментальных взаимодействий: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное

В настоящее время различают четыре типа фундаментальных взаимодействий: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное.

Сильное взаимодействие свойственно частицам, называемых адронами (hadros (греч.) – сильный, масивный, крупный), к числу которых принадлежат, в частности, протон и нейтрон. Набиолее известное его проявление – ядерные силы, обеспечивающие существоание атомных ядер.

В электромагнитном взаимодействии, наиболее известном и набиолее изученном, непосредственно участвуют только электрически заряженные частицы и фотоны. Одно из его проявлений – кулоновские силы, обуславливающие существование атомов.

Слабое взаимодействие присуще всем частицам, кроме фотонов. Набиолее известное его проявление – бета-превращения атомных ядер. Оно же обуславливает нестабильность многих элементарных частиц, например, нейтрона.

Гравитационное взаимодействие свойственное всем телам Вселенной, проявляясь в виде сил всемирного тяготения. Эти силы обуславливают существоание звезд, планетных систем, и.т.п. Гравитационное взаимодействие предельно слабое и в мире элементарных частиц при обычных энергиях непосредственной роли не играет.

Фундаметальные взаимодействия различаются интенсивностями и радиусами действия:

Взаимодействие	Интенсивность	Радиус действия, м
Сильное	~1	~10-16
Электромагнитное
Слабое	~10-10	~10-18
Гравитационное	~10-38

В 60-х годах Ш. Гэлщоу, С. Вайнбергом и А. Саламом была создана теория электрослабого взаимодействия, объединившая электромагнитное и слабое взаимодействия. Схематично, электромагнитное взаимодействие двух заряженных частиц происходит путем обмена между ними виртуальным фотоном γ. В результате возникает, например, расеяние электрона протоном, которое схематически изображается диаграммой Фенмана (а). А слабое взаимодействие происходит путем обмена промежуточными векторными бозонами (W⁺ W^- Z⁰⁾ – тяжелыми частицами со спином 1. При этом W^± - бозоны осуществляют взаимодействие при котором изменяется знак заряда исходной частицы (например, бэта-распад → + + _е (диаграмма Фейнмана (б)), а Z⁰ –бозон – при котором знак не изменяется (например, рассеяние нейтрино на электроне → → + _е (диаграмма Фенмана (в)). Таким образом, три промежуточных бозона и фотон являются квантами так называемых калибровочных векторных полей электрослбаого взаимодействия.