Главная › Новости

Физические взаимодействия

Опубликовано: 31.10.2017

О новом типе фундаментального физического взаимодействия

1. Физические взаимодействия - это такие взаимодействия, при которых взаимодействующие объекты сохраняют свою целостность, но могут изменять взаимоположение и состояние. Физические взаимодействия изучаются: - на уровне макромира - механикой, молекулярной физикой и термодинамикой; - на уровне атома - электромагнетизмом; - на внутриатомном уровне и уровне элементарных частиц - квантовой механикой. Исходя из структуры и уровня физических взаимодействий можно провести логически обоснованную классификацию отраслей физики, начинающихся с механики и заканчивающихся квантовой механикой. 2. Известны 4 основных (физических взаимодействия, которые определяют структуру всего окружающего мира: сильные; электромагнитные; слабые; гравитационные. Сильные взаимодействия происходят на уровне атомных ядер и представляет собой взаимное притяжение их составных частей. Действует на расстояниях порядка 10-13 см. Одно из проявлений сильных взаимодействий - ядерные силы. Сильные взаимодействия открыты Резерфордом в 1911 г. одновременно с открытием атомного ядра. Согласно гипотезе Юкавы, сильные взаимодействия состоят в испускании промежуточной частицы - переносчика ядерных сил. Это пи-мезон с массой, в 6 раз меньше массы нуклона, и найденные позже другие мезоны. Электромагнитное взаимодействие в 100-1000 раз слабее сильного, но значительно более дальнодействующее. При нем происходит испускание и поглощение "частиц света" - фотонов. Слабые взаимодействия слабее электромагнитного, но сильнее гравитационного. За счет слабого взаимодействия светит Солнце. При слабых взаимодействиях меняется заряд частиц. Представляет собой не контактное взаимодействие, а осуществляется путем обмена промежуточными тяжелыми частицами - бозонами, аналогичными фотону. Большинство частиц нестабильны именно благодаря слабому взаимодействию. Гравитационное взаимодействие во много раз слабее электромагнитного. Не учитывается в теории элементарных частиц, поскольку на характерных для них расстояниях порядка 10-13 см оно дает чрезвычайно малые эффекты. Но в космических масштабах гравитационное взаимодействие имеет решающее значение. Радиус его действия неограничен. От силы взаимодействия зависит время, в течение которого совершается превращение элементарных частиц. По времени различных превращений можно судить о силе связанных с ними взаимодействий. Все 4 взаимодействия необходимы и достаточны для построения разнообразного мира: - без сильных взаимодействий не существовали бы атомные ядра, а звезды и Солнце не могли бы генерировать за счет ядерной энергии теплоту и свет; - без электромагнитных взаимодействий не было бы ни атомов, ни молекул, ни макроскопических объектов, а также тепла и света; - без слабых взаимодействий не были бы возможны ядерные реакции в недрах Солнца и звезд, не происходили бы вспышки сверхновых звезд и необходимые для жизни тяжелые элементы не могли бы распространиться во Вселенной; - без гравитационного взаимодействия не только не было бы галактик, звезд, планет, но и вся Вселенная не могла бы эволюционировать, поскольку гравитация является объединяющим фактором, обеспечивающим единство Вселенной как целого и ее эволюцию. Изучая явления микромира, физики пытаются найти взаимосвязь между разными видами взаимодействий и построить их объединенную теорию. Современная физика пришла к выводу, что все 4 фундаментальных взаимодействия можно получить из одного фундаментального взаимодействия - суперсилы. Наиболее ярким достижением стало доказательство того, что при очень высоких температурах или энергиях все 4 взаимодействия объединяются в одно. Это предположение носит чисто теоретический характер, поскольку экспериментальным путем его проверить невозможно. Косвенно эти идеи подтверждаются астрофизическими данными, которые можно рассматривать как экспериментальный материал, накопленный Вселенной. Элементарные частицы, атомы, физические тела и объекты находятся в постоянном движении и взаимодействии. По мере приближения тел друг к другу, наряду с основными, также проявляется 4 типа механических взаимодействий, среди которых: - дистанционные, притяжение; отталкивание; - контактные: трение; деформирование (упругость).