В природе

В природе, согласно современным представлениям, всеми процессами управляют четыре типа фундаментальных взаимодействий. Это (в порядке убывания интенсивности взаимодействий) — сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное взаимодействия.

Каждый тип взаимодействия характеризуют безразмерной константой взаимодействия, определяющей вероятность процессов, обусловленных данным видом взаимодействия.

Сильное, или ядерное, взаимодействие обусловливает связь протонов и нейтронов в ядрах атомов и обеспечивает исключительную прочность этих образований, лежащую в основе стабильности вещества в земных условиях.

Константа взаимодействия имеет значение порядка 1, а наибольшее расстояние, на котором появляется сильное взаимодействие (радиус взаимодействия), составляет примерно 10^{-15 м. Сильное взаимодействие выступает исключительно в качестве сил притяжения. Частицей-переносчиком сильного взаимодействия является глюон — гипотетически электрически нейтральная частица с нулевой массой и спином, равным 1 (в единицах ħ).}

Электромагнитное взаимодействие возникает только между электрически заряженными частицами и телами. По интенсивности оно уступает только сильному взаимодействию (константа взаимодействия равна ).

Электромагнитные силы могут быть как силами притяжения (между разноименно заряженными частицами), так и силами отталкивания (между одноименно заряженными частицами). Радиус электромагнитного взаимодействия равен бесконечности, т.е. данное взаимодействие имеет дальнодействующий характер. Частицей-переносчиком электромагнитного взаимодействия является фотон — квант электромагнитного поля с нулевой массой и распространяющийся в вакууме со скоростью света.

Слабое взаимодействие ответственно за все виды β -распада (включая е -распад), за все процессы взаимодействия нейтрино с веществом, а также за многие распады элементарных частиц. Слабое взаимодействие гораздо слабее не только сильного, но и электромагнитного взаимодействия (константа взаимодействии равна по порядку величины 10^-5). Данный тип взаимодействия, так же как сильное взаимодействие, является короткодействующим (радиус взаимодействия равен 10^{-18 м).}

Частицами-переносчиками слабого взаимодействия являются промежуточные векторные бозоны — сверхмассивные и электрозаряженные частицы. Спин векторных бозонов равен 1 (в единицах ħ), а их огромная масса (почти в 100 раз тяжелее протона) делает это взаимодействие короткодействующим.

Реакции, в которых основную роль играет слабое взаимодействие, являются основным источником энергии Солнца. Из-за особых свойств слабого взаимодействия термоядерные реакции внутри Солнца протекают спокойно, не нося взрывной характер.

Гравитационное взаимодействие — универсальное и наислабейшее из всех взаимодействий природы, в котором участвуют все тела и все элементарные частицы. Однако в процессах микромира гравитационное взаимодействие не играет ощутимой роли и эффекты гравитационного взаимодействия в процессах взаимодействия элементарных частиц, как правило, не учитываются (константа взаимодействия равна 10^-39).

Радиус гравитационного взаимодействия равен бесконечности, т. е. данное взаимодействие, имеет дальнодействующий характер. Гравитационные силы проявляют себя только как силы притяжения.

Частицей-переносчиком гравитационного взаимодействия считается гипотетический гравитон — квант гравитационного поля с нулевой массой и нулевым электрическим зарядом, а также спином, равным 2 (в единицах ħ).

В табл. 1 приведены основные сведения (по порядку величин) по фундаментальным взаимодействиям.

Таблица 1.

Тип взаимодействия	Частицы- переносчики	Взаимодействия
Радиус (м)	Кон- станта	Время (с)	Характер
Сильное	Глюоны	10-15		10-24	Притяжение
Электромагнитное	Фотоны			10-20	Притяжение, отталкивание
Слабое	Промежуточные векторные бозоны	10-18	10-5		Меняет тип частиц
Гравитационное	Гравитоны		10-39	?	Притяжение