Приложение 4 Типы фундаментальных взаимодействий между микрочастицами

Приложение 4 Типы фундаментальных взаимодействий между микрочастицами

Так как не существует однозначного метода сравнения интенсивностей различных взаимодействий, то в литературе встречаются разные сравнительные оценки. В связи с этим А.В. Астахов и Ю.М. Широков (1983 г.) так писали об этом: «Все они характеризуют одну и туже качественную картину сильного превосходства по интенсивности сильных взаимодействий над электромагнитными, электромагнитных над слабыми и, наконец, слабых взаимодействий над гравитационными.

…На очень глубоком уровне у первых трех типов взаимодействий обнаруживается сходство. В связи с этим в физике элементарных частиц существует направление, целью которого является объединение сильного, электромагнитного и слабого взаимодействий в единую теорию – теорию великого объединения.

…В сильных взаимодействиях участвуют многие частицы. Силы, связывающие нуклоны (общее название протона и нейтрона, являющихся составными частями атомных ядер) в атомном ядре, – это лишь одно из многих проявлений сильных взаимодействий, в которые вступают также пионы, каоны, гиперионы и некоторые другие частицы. Эти взаимодействия вызывают интенсивное рождение новых частиц при столкновениях частиц с высокими энергиями. Все частицы, подверженные сильным взаимодействиям, называются адронами (крепкий, сильный). К адронам относится подавляющее большинство всех известных микрочастиц. Ограниченность сильных взаимодействий обусловлена тремя причинами. Во-первых, сильным взаимодействиям подвержены не все частицы. Например, в эти взаимодействия не вступают фотон и электрон. Во-вторых, они короткодействующие: если расстояние между частицами становится больше, чем 10-13 см, то сильное взаимодействие частиц прекращается. Поэтому сильные взаимодействия не способны создавать структуры микроскопических размеров. В-третьих, из всех типов фундаментальных взаимодействий сильные взаимодействия обладают самой высокой симметрией, что выражается в подчинении процессов, вызываемых этими взаимодействиями, сравнительно большему числу законов сохранения. Независимо от содержания, всякий закон сохранения является ограничением на процесс, в котором этот закон выполняется. Электромагнитные взаимодействия осуществляются через электромагнитное поле. Несмотря на то, что эти взаимодействия слабее сильных, из-за дальнодействия электромагнитные силы во многих случаях оказываются главными. Например, эти силы вызывают разлет осколков, которые образуются при делении атомных ядер. Однако самую широкую область явлений электромагнитного происхождения составляют процессы, протекающие в структурах с пространственными масштабами от 10-12 до 10-7 см (на меньших расстояниях более важны сильные взаимодействия, а на больших – существуют еще и силы гравитационные). Это собственно электрические и магнитные явления, а также все оптические, тепловые, механические (не связанные с гравитацией) и химические явления.

Проявления электромагнитных сил ограничены следующими свойствами этих сил. Во-первых, из-за существования как положительных, так и отрицательных электрических зарядов имеется большое разнообразие электрически-нейтральных систем (к их числу принадлежат, например, атомы). У сил взаимодействия между такими системами радиус действия конечен, хотя у самих кулоновских сил этот радиус неограниченно велик. Во-вторых, различные частицы с неодинаковой интенсивностью взаимодействуют через электромагнитное поле. Наиболее велики кулоновские силы. Нейтральные частицы со спином (например, нейтроны) взаимодействуют только через магнитное поле, источниками которого являются магнитные моменты частиц. Эти силы гораздо слабее кулоновских. Еще слабее силы электромагнитного взаимодействия между нейтральными и бесспиновыми частицами (например, между нейтральными пионами). Такие частицы взаимодействуют друг с другом электромагнитным образом через виртуальные частицы (в квантовой теории поля это частицы в промежуточных состояниях, существующие короткое время), обладающие электрическими зарядами и магнитными моментами. Наконец, нейтрино практически не участвует в электромагнитных взаимодействиях. В-третьих, процессы, вызываемые электромагнитными взаимодействиями, подчиняются ряду законов сохранения, которые не выполняются ведующих за электромагнитными слабых взаимодействиях.

Слабые взаимодействия на всех изученных расстояниях ничтожны по сравнению с сильными и электромагнитными. Об этом красноречиво свидетельствует следующий факт. Поток нейтрино, которые участвуют только в слабых взаимодействиях, ослабляется очень незначительно, пронизывая толщу Солнца.

Интенсивность слабого взаимодействия быстро возрастает с уменьшением расстояния между частицами и может сравниться с интенсивностью сильных взаимодействий при расстоянии порядка 1017—1018 см, которое пока еще недоступно непосредственному измерению.

В слабых взаимодействиях участвуют все частицы, кроме фотона. Это свойство называется универсальностью слабых взаимодействий.

…В последнее время обнаружены явления, указывающие на то, что слабые взаимодействия могут создавать силы, которые на несколько порядков больше «слабых» сил, наблюдаемых до сих пор. Но эти новые факты не вносят изменений в иерархию интенсивностей фундаментальных взаимодействий.

…Несмотря на свою сравнительно очень небольшую интенсивность, слабые взаимодействия играют очень важную роль в природе.

…Известно, что общим свойством всех фундаментальных взаимодействий является их способность вызывать распады частиц. Среди известных частиц стабильны в пределах точности современных измерений только 11 микрочастиц: фотон и совместно со своими античастицами электрон, протон и три типа нейтрино. Все остальные частицы либо нестабильны, либо являются резонансами. Нестабильные частицы отличаются от резонансов тем, что у первых время жизни намного больше характерного времени пролета элементарных частиц: rэ = 10-23 – 10-24 с, а у вторых время жизни сравнимо с величиной rэ. Резонансы распадаются только за счет сильных взаимодействий. Времена жизни нестабильных частиц, распады которых вызываются электромагнитными взаимодействиями, находятся в пределах от 10-18 до 10-14 с. Времена жизни микрочастиц, распадающихся за счет слабых взаимодействий, не меньше, чем 10-11 с, а в некоторых случаях достигают макроскопических значений. Например, свободный нейтрон в среднем живет около 11,7 мин.».

Физики считают, что гравитационные взаимодействия являются самыми слабыми по сравнению с остальными фундаментальными взаимодействиями сил Природы. В этих взаимодействиях участвуют все микрочастицы без исключения. Так что эти взаимодействия абсолютно универсальны.

Природу универсальности сил гравитационного тяготения объяснил А. Эйнштейн в общей теории относительности, показавшей, что в действии этих сил проявляется искривленность физического пространства. Из-за этого при движении в свободном искривленном пространстве все тела одинаково отклоняются от прямолинейной траектории, что отождествляется с действием гравитации.

Силы гравитации имеют неограниченный радиус действия, всегда являются только силами притяжения. Поэтому гравитационные силы возрастают с увеличением размеров тел и играют существенную роль только для тел с достаточно большой массой. Для микрочастиц гравитация никакого значения не имеет, если только расстояние между частицами не сокращается до величины порядка 10-33 см, которая лежит далеко за пределами возможностей современной измерительной техники. Поэтому современная физика микрочастиц – это физика без гравитации.

Известно, что астрологические предсказания основываются на изучении взаимного расположения Небесных тел. При этом наиболее вероятным источником таких взаимосвязей и закономерностей являются процессы, связанные с проявлениями гравитационных взаимодействий. Ведь именно они объединяют все космические тела в единую взаимосвязанную систему.

В соответствии с всемирным законом тяготения, гравитационная сила, действующая между телом и Землей, называется силой земного тяготения и определяется по определенной формуле. В соответствии с этим, напряженность гравитационного поля Земли уменьшается по мере удаления от ее поверхности.

Полагают, что на поверхности Земли на любое тело действует комплекс гравитационных и инерционных сил, которые образуют некоторую суммарную результирующую. Она может быть рассчитана и измерена с помощью гравитометров. При этом инерциионные силы, вторичные по своей природе, определяют взаимодействия инертной массы вещества с внешним гравитационным полем. За исключением силы земного тяготения, все составляющие общего гравитационно-инерционного комплекса меняются во времени, а также зависят от географической широты.

Практически для каждого момента времени существует свой (индивидуальный) Суммарный гравитационный вектор и, следовательно, непрерывно изменяется воздействие на структуры живых организмов, в том числе и человека. На основании этого выделяют два основных цикла таких изменений: 1) суточные циклы, связанные с вращением Земли вокруг своей оси; 2) лунные фазовые циклы.

Кроме этих циклов, каждая планета Солнечной системы создает индивидуальную гравитационную составляющую со своими циклами, но они значительно меньше по величине двух упомянутых.

Известно, что гравитация – существенный фактор формирования Земли как планеты, расслоения ее на оболочки, но, кроме того, гравитация влияет и на образование не только месторождений, но и отдельных кристаллов, и отдельных газовожидких включений. Все на Земле несет отпечаток силы тяжести. Изменение нормальной силы тяжести между полюсами и экватором составляет 5200 мГл, аномалии силы тяжести – 900 мГл.

Ранее считалось, что гравитационное поле на поверхности Земли варьирует в пределах всего около 0,5 %. Но если рассмотреть движение планет Солнечной системы по орбите вокруг центра нашей Галактики, то выясняется, что из-за неоднородностей масс в различных участках Галактики вследствие того, что движение происходит по эллипсовидной кривой с различной скоростью, гравитационное поле может изменяться. Величина изменений может составлять десятки процентов.

Необходимо отметить, что на первый взгляд силы притяжения Луны, действующие на тело, бесконечно малы, и их влиянием как будто можно пренебречь. Но это далеко не так. Например, известно, что морские приливы связаны с гравитационными воздействиями Луны. Они происходят потому, что силы тяготения нашего спутника у центра Земли и на ее поверхности несколько отличаются из-за радиуса планеты. По расчетам эта разница очень мала и на экваторе не превышает 0,000011 м/сек., а на широте 60° и того меньше – 0, 000006 м/ сек., где-то одна миллионная доля земного тяготения. И эта мизерная величина поднимает уровень океана в некоторых местах больше, чем на десять метров.

Известно, что ось вращения Земли наклонена к плоскости своей орбиты (эклиптики) под углом 66°33’22”, чем и объясняется смена времен года. Солнце представляет собой гигантский газовый шар, который вращается вокруг своей оси неравномерно. В экваториальных зонах он делает один оборот (относительно Земли) за 27, 28 земных суток, а в полярных зонах период вращения увеличивается до 33 суток.

Кроме того, в этом гигантском образовании происходят постоянные изменения, о которых мы упоминали выше – появляются пятна, вспышки, различные выбросы. Они и создают гравитационные возмущения. Любая вспышка на Солнце выражается в выбросе очень большой массы, соизмеримой с массой нашей планеты на значительные расстояния, намного превосходящие диаметр Земли. В результате этого одновременно с электрическими возмущениями имеют, безусловно, место и гравитационные. Они неизбежно приводят к колебаниям результирующего гравитационного вектора непосредственно у поверхности нашей планеты и воздействуют на ее живые организмы. При этом энергия гравитационного поля вступает во взаимодействие с энергиями всех биосистем Земли.

Информационно-энергетическое взаимодействие микрочастиц

Так, А. Эйнштейн показал, что частицы, разлетающиеся от некоторого центра, имея, согласно квантовой механике, волновую структуру, могут быть включены в один волновой пакет и образовывать единое целое. Если оказывать воздействие на одну из этих частиц, то другая частица, как бы далеко она не находилась от первой, будет испытывать результаты такого воздействия. А. Эйнштейн, как известно, выдвинул такое вытекающее из принципов квантовой механики соображение для того, чтобы указать на некоторые принципиальные слабости этой, тогда еще молодой, отрасли физики. Он писал о том, что квантовая механика допускает «ТЕЛЕПАТИЮ ЧАСТИЦ», находящихся друг от друга на огромном расстоянии.

Такая «телепатия частиц» действительно следовала из основ квантовой механики. Но самое интересное состояло в том, что ДИСТАНЦИОННОЕ и МГНОВЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ между частицами было доказано в условиях физического эксперимента. Частицы, имеющие одни и те же волновые характеристики, действительно оказались как бы одной системой.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.