Взаимодействие излучения высокой энергии с веществом. Мурзина Е.А. - 8 стр.

UptoLike

Составители: 

- 7 -
друг друга, определяется массой переносчика взаимодействия m. Эта
масса может быть определена из соотношения неопределенности:
E⋅∆t ~ ħ, где E=mc
2
, a t=r/с. Отсюда r ~ h/mс . Поскольку массы
гравитона, фотона и глюона равны нулю, гравитационные,
электромагнитные и сильные взаимодействия должны были бы
обладать бесконечным радиусом взаимодействия. Слабые
взаимодействия имеют малый радиус взаимодействия:
r
W
~ ħ/m
W
c ~ 2 10
-16
см .
На расстояниях r <<10
-16
см, по-видимому, все силы ведут себя
одинаково - они обратно пропорциональны квадрату расстояния:
F ~ r
-2
. Поэтому величина r
-2
характеризует интенсивность
взаимодействия, независимую от расстояния (для r < 10
-16
см). В
случае электромагнитного взаимодействия электронов удобнее
интенсивность взаимодействия выражать в безразмерных величинах
α=е
2
/ħс=1/137. Тогда вероятность любого акта электромагнитного
взаимодействия пропорциональна α. Для кварков с дробным зарядом q
вероятность электромагнитного взаимодействия будет
пропорциональна α·q
2
. Теория электромагнитных взаимодействий -
квантовая электродинамика (КЭД).
В случае сильных взаимодействий по аналогии с
электродинамикой вводится константа сильного взаимодействия
α
S
=g
S
2
/ħс, где g
S
-сильный (или цветовой) заряд является источником
этих сил.
Теория сильных взаимодействий строится аналогично КЭД, но
называется квантовой хромодинамикой (КХД), и вот почему. В
электродинамике имеется лишь один заряд e, отличающийся только
знаком (+, -) для частиц и античастиц.
Сильный заряд g
S
кварков имеет три значения, т.е. кварки
каждого аромата существуют в трех разновидностях. Принято
говорить, что эти разновидности отличаются друг от друга своими
цветами. Обычно говорят, что кварки бывают трех цветов: желтого,
синего и красного. "Цвет" в этом случае - просто удобный термин для
обозначения квантовых чисел, характеризующих кварки
1
.
Выбор трех основных оптических (желтого, синего, красного)
цветов для обозначения зарядов кварков позволяет пользоваться
наглядной оптической аналогией. Цветовые заряды антикварков
сопряжены зарядам кварков. Иногда их называют антижелтым,
антисиним, антикрасным, иногда - фиолетовым, оранжевым и зеленым
1
Еще в 1965г. Н.Н.Боголюбов установил наличие трех степеней свободы у
кварков, а название "цвет" ввел Гелл-Ман в 1973 г.
друг друга, определяется массой переносчика взаимодействия m. Эта
масса может быть определена из соотношения неопределенности:
∆E⋅∆t ~ ħ, где ∆E=mc2, a ∆t=r/с. Отсюда r ~ h/mс . Поскольку массы
гравитона, фотона и глюона равны нулю, гравитационные,
электромагнитные и сильные взаимодействия должны были бы
обладать      бесконечным      радиусом    взаимодействия.   Слабые
взаимодействия имеют малый радиус взаимодействия:
rW ~ ħ/mWc ~ 2 ⋅ 10-16 см .
       На расстояниях r <<10-16 см, по-видимому, все силы ведут себя
одинаково - они обратно пропорциональны квадрату расстояния:
F ~ r-2.      Поэтому величина F·r-2 характеризует интенсивность
взаимодействия, независимую от расстояния (для r < 10-16 см). В
случае электромагнитного взаимодействия электронов           удобнее
интенсивность взаимодействия выражать в безразмерных величинах
α=е2/ħс=1/137. Тогда вероятность любого акта электромагнитного
взаимодействия пропорциональна α. Для кварков с дробным зарядом q
вероятность         электромагнитного      взаимодействия      будет
пропорциональна α·q . Теория электромагнитных взаимодействий -
                        2

квантовая электродинамика (КЭД).
     В случае сильных взаимодействий по аналогии с
электродинамикой вводится константа сильного взаимодействия
αS=gS2/ħс, где gS -сильный (или цветовой) заряд является источником
этих сил.
     Теория сильных взаимодействий строится аналогично КЭД, но
называется квантовой хромодинамикой (КХД), и вот почему. В
электродинамике имеется лишь один заряд e, отличающийся только
знаком (+, -) для частиц и античастиц.
     Сильный заряд gS кварков имеет три значения, т.е. кварки
каждого аромата существуют в трех разновидностях. Принято
говорить, что эти разновидности отличаются друг от друга своими
цветами. Обычно говорят, что кварки бывают трех цветов: желтого,
синего и красного. "Цвет" в этом случае - просто удобный термин для
обозначения квантовых чисел, характеризующих кварки1.
     Выбор трех основных оптических (желтого, синего, красного)
цветов для обозначения зарядов кварков позволяет пользоваться
наглядной оптической аналогией. Цветовые заряды антикварков
сопряжены зарядам кварков. Иногда их называют антижелтым,
антисиним, антикрасным, иногда - фиолетовым, оранжевым и зеленым


1
 Еще в 1965г. Н.Н.Боголюбов установил наличие трех степеней свободы у
кварков, а название "цвет" ввел Гелл-Ман в 1973 г.



                                    -7-