Электромагнитное взаимодействие универсально для различных явлений и процессов, так как зависит только от электрического заряда

Фотон (гамма-квант) – квант электромагнитного поля, имеет спин единицу. Фотоны подчиняются статистике Бозе, т.е. в одном квантовом состоянии может находиться любое число фотонов. Сечение рассеяния фотонов с энергиями 1 Гэв на протоне составляет 10 ^-30 см², см. табл.2.6

Квантовая электродинамика (КЭД) – раздел квантовой теории поля, в котором изучают взаимодействие электромагнитного поля с электронно-позитронным полем. Фотонным вакуумом или вакуумным состоянием электромагнитного поля называется низшее энергетическое состояние этого поля. При возбуждении фотонного вакуума происходит рождение частицы кванта электромагнитного поля. Квантовая электродинамика описывает мощные и быстроменяющиеся электромагнитные поля и взаимодействия между фотонами и лептонами. Уравнения Максвелла описывают слабые, медленно меняющиеся электромагнитные поля.

В заключение отметим, что, хотя квантовая электродинамика описывает электромагнитное взаимодействие только двух частиц электрона и фотона, она является законченной теорией, находится в блестящем согласии с экспериментами и объясняет громадное количество природных явлений. Если «выключить» электромагнитное взаимодействие, то распались бы атомы, молекулы, исчезла бы жизнь, а также исчезли бы силы упругости, силы трения, поверхностного натяжения, химические явления.

Сильное взаимодействие. Квантовая хромодинамика (КХД).

Сильное взаимодействие – взаимодействие, в котором участвуют адроны. Оно является короткодействующим: радиус действия ~ 10^{-13 см. В обычном веществе сильное взаимодействие создает прочную связь между нуклонами в ядрах (энергия связи ~ 8 Мэв/нуклон) и отвечает за стабильность ядер. При высоких энергиях сталкивающихся протонов меньших 1 Гэв сильное взаимодействие приводит к рождению пи-мезонов, при энергиях больших 1 Гэв рождаются странные частицы, очарованные, красивые мезоны и множество резонансов, см табл.3 Приложения.}

Квантовая хромодинамика (КХД) – квантовополевая теория сильного взаимодействия цветных кварков и цветных глюонов. Сильное взаимодействие осуществляется путем обмена глюонов между кварками. Теория построена на основе принципа локальной калибровочной инвариантности относительно преобразований в трехцветном комплексном пространстве внутренних симметрий (SU)_c. КХД возникла в начале 70г. ХХ века в результате синтеза представлений о цвете кварков, партонной картины глубоко неупругого взаимодействия и математического аппарата неабелевых калибровочных полей.