взаимодействие

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ в физике - воздействие тел или частиц, друг на друга, приводящее к изменению состояния их движения. В механике Ньютона взаимное действие тел друг на друга характеризуется силой. Более общей характеристикой В. является потенциальная энергия.

Первоначально в физике утвердилось представление о том, что В. между телами может осуществляться непосредственно через пустое пространство, к-рое не принимает никакого участия в передаче В.; при этом передача В. происходит мгновенно. Так, считалось, что перемещение Земли должно сразу же приводить к изменению силы тяготения, действующей на Луну. В этом состояла т. н. концепция дальнодействия.

Однако данные представления были оставлены как не соответствующие действительности после открытия и исследования эл--магн. поля. Было доказано, что В. электрически заряж. тел осуществляется не мгновенно и перемещение одной заряж. частицы приводит к изменению сил, действующих на др. частицы, не в тот же момент, а спустя конечное время. В разделяющем частицы пространстве происходит нек-рый процесс, к-рый распространяется с конечной скоростью. Соответственно имеется "посредник", осуществляющий В. между заряж. частицами. Этот посредник был назван эл--магн. полем. Каждая электрически заряж. частица создаёт эл--магн. поле, действующее на др. частицы. Скорость распространения эл--магн. поля равна скорости света в вакууме сy3*10¹⁰ см/с. Возникла новая концепция - близкодействия, к-рая позже была распространена и на любые другие В. Согласно этой концепции, В. между телами осуществляется посредством тех или иных полей, непрерывно распределённых в пространстве. Так, всемирное тяготение осуществляется гравитац. полем.

После появления квантовой теории поля (КТП) представление о В. существенно изменилось. Согласно КТП, любое поле представляет собой совокупность частиц - квантов этого поля. Каждому полю соответствуют свои частицы. Напр., квантами эл--магн. поля являются фотоны, т. е. фотоны являются переносчиками этого В. Аналогично др. виды В. возникают в результате обмена между частицами квантами соответствующих полей.

Несмотря на разнообразие воздействий тел друг на друга (зависящих от В. слагающих их элементарных частиц), в природе, по совр. данным, имеется лишь 4 типа фундаментальных В. Это (в порядке возрастания интенсивности В.): гравитационное взаимодействие, слабое взаимодействие (отвечающее за большинство распадов и многие превращения элементарных частиц), электромагнитное взаимодействие, сильное взаимодействие (обеспечивающее, в частности, связь частиц в атомных ядрах и поэтому часто называемое ядерным). Интенсивность В. определяется соответствующей константой взаимодействия, или константой связи. В частности, для эл--магн. В. константой связи является электрич. заряд. Квантовая теория эл--магн. В.- квантовая электродинамика - превосходно описывает все известные эл--магн. явления. Слабое В. осуществляется посредством промежуточных векторных бозонов. Найдена глубокая связь слабого В. с электромагнитным, что привело к их объединению в электрослабое взаимодействие .Основу сильного В., по совр. представлениям, составляет В. между составными частями адронов - кварками. Это В., переносчиками к-рого служат глюоны ,определяется особой константой взаимодействия - цветом и описывается квантовой хромодинамикой. В. адронов друг с другом представляет собой лишь остаточный эффект межкварковых сил, подобно тому как молекулярные силы - остаточный эффект кулонов-ского В. электронов и ядер молекул. Делаются попытки объединения слабого, эл--магн. и сильного В. (модели т. н. великого объединения), а также всех видов В., включая гравитационное (см. Супергравитация).

Г. Я. Мякишев.

   <<      Предметный указатель      >>