Арапайым бөлшектердің əсерлесу түрлері

Қарапайым бөлшектер əлемінде құбылыстар əртүрлі қарқынмен өтеді. Осыған байланысты қарапайым бөлшектер арасындағы əсерлесулерді бірнеше түрлерге бөледі:

а) күшті (ядролық) əсерлесу; ə) электромагниттік əсерлесу; б) нəзік (əлсіз) əсерлесу;

~ 302 ~

Барлық қарапайым бөлшектерге гравитациялық тартылыс күші əсер етеді, оның сызықтық өлшемі 10 ¹⁸ м, ал энергиясы

10 ¹² эВ.

а) Күшті əсерлесу ядролық əлемдегі ең үлкен қарқынмен өтетін күш ретінде саналады. Олар қарапайым бөлшектер арасында күшті байланыс туғызады. Күшті əсерлесуде атом ядроларындағы нейтрондар мен протондар π – мезондар, К – мезондар, гиперондар арасында ядролық күш əсер етіп оларды біріктіріп, олардың беріктілігін қамтамасыз етеді. Жоғарыда айтылған бөлшектер адрондар əулетіне жатады. Күшті əсерлесу табиғаттағы іргелі күштердің біреуі ретінде адрондардың өзара əсерлесуін шашыратпай ұстап тұратын күш түрінде танылды. Қазіргі кезде қарапайым деп есептелетін бөлшектер адрондар - кварктардан тұрады. Кварктер құрылымсыз нүктелік

R 10 ¹⁸ м бөлшектер.

Осы адронаралық əсерлесулер мен адрондардың беріктігін түсіндіретін теория - күшті əсерлесу теориясы кванттық хромодинамика деп аталады.

ə) Ал енді электромагниттік əсерлесу кезінде өтетін құбылыстар күшті əсерлесуден аздау жəне ол қамтамасыз ететін байланыстар əлсіздеу болады. Ол күштер атом мен молекулалардағы электрондардың байланыстарын қамтамасыз етеді. Электромагниттік əсерлесудің күшті (ядролық) əсерлесуге қарағанда энергиясы 100 есе кем, ал нəзік жəне гравитациялық əсерлесулерге қарағанда 10 ¹⁰ жəне 10 ³⁸ есе артық. Электромагниттік əсерлесуге созылатын уақыт 10 ¹⁹ 10 ¹² c күшті əсерлесуге созылатын уақыт 10^-24 – 10^-21с, ал нəзік əсерлесуде созылатын уақыт 10^-11-10^-3c шамасы.

Электромагниттік əсерлесудің күшті жəне нəзік əсерлесулерден айырмашылығы - оның уақытының ұзақтық өлшемі.

Электромагниттік əсерлесу заттардың агрегат күйлерін, химиялық құбылыстарын анықтайды.

Электромагниттік əсерлесуді электротехникада, радиотех-никада, электроникада, оптикада, кванттық электроникада кеңінен қолданылады.

Электромагниттік əсерлесудің теориясы кванттық электро-динамика өрісінің ең дамыған бөлігі болып табылады. Кванттық

~ 303 ~

электродинамиканың көмегімен электрон, позитрон, мюондар қатысатын құбылыстарды кез келген дəлдікпен есептеуге болады.

Электромагниттік əсерлесудің ең қарапайым түрі – фотонның зарядсыз құрылымының фермионмен əсерлесуі. Электро-

əсерлесу тұрақтысы, а = 1/137; ^{e 2} _c 15 тең.

б) Нəзік (əлсіз) əсерлесу барысында баяу өтетін құбылыстар орындалады. Мысалы, əлсіз əсерлесетін нейтрин Жерді немесе Күнді жеңіл тесіп өте алады. Нəзік əсерлесу кейбір «орнықты»

қарапайым бөлшектерді ыдыратады. Ондай бөлшектердің өмір сүру уақыты 10^-10-10^-8с, ал күшті əсерлесуде 10^-23 – 10^-24с болады.

Əлсіз əсерлесуге барлық (фотоннан басқа) қарапайым бөлшектер (адрондар да, лептондар да) қатысады. Əлсіз əсерлесуге тікелей қатыспайтын бөлшектер - кварктар мен лептондар. Тəжірибелерде əлсіз əсерлесу аралығы өте қысқа

10 ¹⁷ м. Əлсіз əсерлесуде жұптылық сақталмайды. Əлсіз

əсерлесуді электромагниттік əсерлесу сияқты векторлық бозонның əлсіз токпен əсерлесуі түрінде қарастыруға болады. Əлсіз əсерлесу бозонына үлкен масса сəйкес келеді.

Енді əрбір қарапайым бөлшектерді жеке - жеке қарастырайық.