На головную страницу 

Адроны
Альфа-распад
Альфа-частица
Аннигиляция
Антивещество
Антинейтрон
Антипротон
Античастицы
Атом
Атомная единица массы
Атомная электростанция
Барионное число
Барионы
Бета-распад
Бетатрон
Бета-частицы
Бозе – Эйнштейна статистика
Бозоны
Большой адронный коллайдер
Большой Взрыв
Боттом. Боттомоний
Брейта-Вигнера формула
Быстрота
Векторная доминантность
Великое объединение
Взаимодействие частиц
Вильсона камера
Виртуальные частицы
Водорода атом
Возбуждённые состояния ядер
Волновая функция
Волновое уравнение
Волны де Бройля
Встречные пучки
Гамильтониан
Гамма-излучение
Гамма-квант
Гамма-спектрометр
Гамма-спектроскопия
Гаусса распределение
Гейгера счётчик
Гигантский дипольный резонанс
Гиперядра
Глюоны
Годоскоп
Гравитационное взаимодействие
Дейтрон
Деление атомных ядер
Детекторы частиц
Дирака уравнение
Дифракция частиц
Доза излучения
Дозиметр
Доплера эффект
Единая теория поля
Зарядовое сопряжение
Зеркальные ядра
Избыток массы (дефект массы)
Изобары
Изомерия ядерная
Изоспин
Изоспиновый мультиплет
Изотопов разделение
Изотопы
Ионизирующее излучение
Искровая камера
Квантовая механика
Квантовая теория поля
Квантовые операторы
Квантовые числа
Квантовый переход
Квант света
Кварк-глюонная плазма
Кварки
Коллайдер
Комбинированная инверсия
Комптона эффект
Комптоновская длина волны
Конверсия внутренняя
Константы связи
Конфайнмент
Корпускулярно волновой дуализм
Космические лучи
Критическая масса
Лептоны
Линейные ускорители
Лоренца преобразования
Лоренца сила
Магические ядра
Магнитный дипольный момент ядра
Магнитный спектрометр
Максвелла уравнения
Масса частицы
Масс-спектрометр
Массовое число
Масштабная инвариантность
Мезоны
Мессбауэра эффект
Меченые атомы
Микротрон
Нейтрино
Нейтрон
Нейтронная звезда
Нейтронная физика
Неопределённостей соотношения
Нормы радиационной безопасности
Нуклеосинтез
Нуклид
Нуклон
Обращение времени
Орбитальный момент
Осциллятор
Отбора правила
Пар образование
Период полураспада
Планка постоянная
Планка формула
Позитрон
Поляризация
Поляризация вакуума
Потенциальная яма
Потенциальный барьер
Принцип Паули
Принцип суперпозиции
Промежуточные W-, Z-бозоны
Пропагатор
Пропорциональный счётчик
Пространственная инверсия
Пространственная четность
Протон
Пуассона распределение
Пузырьковая камера
Радиационный фон
Радиоактивность
Радиоактивные семейства
Радиометрия
Расходимости
Резерфорда опыт
Резонансы (резонансные частицы)
Реликтовое микроволновое излучение
Светимость ускорителя
Сечение эффективное
Сильное взаимодействие
Синтеза реакции
Синхротрон
Синхрофазотрон
Синхроциклотрон
Система единиц измерений
Слабое взаимодействие
Солнечные нейтрино
Сохранения законы
Спаривания эффект
Спин
Спин-орбитальное взаимодействие
Спиральность
Стандартная модель
Статистика
Странные частицы
Струи адронные
Субатомные частицы
Суперсимметрия
Сферическая система координат
Тёмная материя
Термоядерные реакции
Термоядерный реактор
Тормозное излучение
Трансурановые элементы
Трек
Туннельный эффект
Ускорители заряженных частиц
Фазотрон
Фейнмана диаграммы
Фермионы
Формфактор
Фотон
Фотоэффект
Фундаментальная длина
Хиггса бозон
Цвет
Цепные ядерные реакции
Цикл CNO
Циклические ускорители
Циклотрон
Чарм. Чармоний
Черенковский счётчик
Черенковсое излучение
Черные дыры
Шредингера уравнение
Электрический квадрупольный момент ядра
Электромагнитное взаимодействие
Электрон
Электрослабое взаимодействие
Элементарные частицы
Ядерная физика
Ядерная энергия
Ядерные модели
Ядерные реакции
Ядерный взрыв
Ядерный реактор
Ядра энергия связи
Ядро атомное
Ядерный магнитный резонанс (ЯМР)

На головную страницу

Рейтинг@Mail.ru

 

Взаимодействие частиц
Particle Interaction

    Взаимодействие частиц в квантовой теории поля рассматривается как обмен виртуальной частицей. В основе такого представления лежит принцип (соотношения) неопределённости.
    Из соотношений неопределенности

Δx·Δpx > ћ, Δy·Δpy > ћ, Δz·Δpz > ћ, Δt·ΔE > ћ.

следует, что если частица существует в течение короткого промежутка времени Δt, то ее энергия может флюктуировать на величину ћ/Δt, а если она находится в области размером (Δx, Δy, Δz) то ее импульс (Δpx, Δpy, Δpz) флюктуирует на величину ( ћ/Δx, ћ/Δy, ћ/Δz). Таким образом, в течение малых промежутков времени Δt и на малых расстояниях (Δx, Δy, Δz) может нарушаться соотношение между импульсом и энергией частицы.

E = (p2c2 +m2c4)1/2.

    Частицы, для которых нарушается соотношение между импульсом и энергией называются виртуальными. Говорят, что они находятся вне массовой поверхности. В виртуальных процессах справедливы законы сохранения зарядов − электрического, барионного, лептонных.
    Взаимодействия осуществляются с помощью обмена виртуальными частицами — переносчиками этих взаимодействий. Масса виртуальной частицы m и расстояние R, на которое она переносит взаимодействие связаны соотношением

R = ћ/mc,

из которого следует, что чем больше масса виртуальной частицы, тем меньше радиус действия сил, обусловленных обменом этой частицей. Электромагнитное взаимодействие осуществляется с помощью обмена фотонами. Так как масса фотона равна нулю, радиус электромагнитного взаимодействия бесконечен.


Рис. 1. Испускание виртуального фотона электроном.

    На рис. 1 показан процесс испускания электроном виртуального фотона. Свободный электрон не может испустить или поглотить фотон, т.к. при этом не будут выполняться законы сохранения энергии и импульса. Это легко показать, рассматривая процесс поглощения фотона в системе координат, в которой электрон покоится после поглощения фотона. В этой системе импульсы электрона p и фотона k до поглощения равны по абсолютной величине и противоположны по направлению

|p| = |k|.


Рис. 2. Рассеяние электрона на электроне описывается как обмен виртуальным фотоном.

    Закон сохранения энергии

(p2c2 +m2c4)1/2 + c|k| = mc2

выполняется только в случае p = k = 0. То есть свободный электрон массы m не может испустить фотон. Однако виртуально процесс, изображенный на рис. 1, может происходить. На рис. 2 показано рассеяние электрона на электроне. Процесс описывается обменом виртуальным фотоном.
    Слабое взаимодействие описывается как результат обмена W± и Z бозонами. На рис. 3 слева показано превращение протона в нейтрон под действием пучка антинейтрино. На рис. 3 справа показан процесс упругого рассеяния электронного антинейтрино на электроне, который происходит в результате обмена нейтральным Z бозоном.


Рис. 3. Слабое взаимодействие происходит в результате обмена W± и Z бозонами.

Переносчиками сильного взаимодействия внутри адронов являются 8 цветных глюонов (рис. 4). В результате сильного взаимодействия происходит изменение цвета кварка. Типы кварков при этом не изменяются.


Рис. 4. Сильное взаимодействие между кварками в адроне происходит в результате обмена цветными глюонами.