Эффективная интенсивность слабого взаимодействия (измеряемая, например, скоростью распада нейтрона) должна зависеть от интенсивности связи в каждой из вершин, изображенных на рис. 2.7, а а 2.7, б. Но эта интенсивность зависит также и от массы указанной новой частицы: если она массивна, то ее возникновение оказывается трудным и вероятность процесса, описываемого приведенной диаграммой, уменьшается. Таким образом, взаимодействие оказывается слабым либо за счет малой величины постоянной связи в вершинах диаграмм, либо из-за большой величины массы промежуточного векторного бозона.
Тем самым открывается возможность построения объединенной теории слабого и электромагнитного взаимодействий. В этой теории интенсивность взаимодействия в вершинах диаграммы на рис. 2.7, б почти такая же, как для электромагнитного взаимодействия, о котором шла речь при рассмотрении рис. 2.5. Если теория правильно описывает слабое взаимодействие, то масса промежуточного бозона должна составлять около 100 ГэВ. И хотя пока справедливость объединенной теории не получила окончательного подтверждения, она представляется весьма перспективной.
В этой главе мы затронули многие вопросы, и я надеюсь, что мне удалось создать представление о том, каким образом физики описывают структуру мира с помощью различных классов частиц. Именно из этих частиц состоят все окружающие нас объекты; они же ответственны за силы, которые «заставляют» эти объекты вести себя так, как наблюдается в эксперименте.
Возвращаясь к вопросу об основных типах сил и обусловленных ими взаимодействий, мы обнаруживаем, что они (в порядке убывания их интенсивности) таковы: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. Электромагнитное взаимодействие несколько слабее сильного, но все же вполне ощутимо,— с ним мы встречаемся в повседневной жизни. Слабое взаимодействие значительно менее интенсивно по своим проявлениям, но, как мы видели, на фундаментальном уровне оно может быть связано с электромагнитным. Гравитационные силы мы вообще не затрагивали (упомянув их лишь в самом начале главы), так как ввиду их чрезвычайной слабости они оказывают пренебрежимо малое влияние на процессы, происходящие на атомном и ядерном уровнях. Естественно, возникает вопрос о том, почему именно эти чрезвычайно слабые силы стали известны столь давно (фактически первыми из всех сил) и почему мы ощущаем их проявление в повседневной жизни значительно сильнее, чем всех остальных сил? Причина этого очевидна: именно гравитационные силы обладают кумулятивным эффектом (эффектом накопления). Гравитационное воздействие, которое оказывает на нас Земля, является результатом совместного действия притяжения со стороны всех атомов, составляющих Землю, и все эти силы притяжения действуют в одном направлении. Положительной и отрицательной гравитации не существует — в отличие от электричества (точнее, электрических зарядов, которые могут быть как положительными, так и отрицательными). Если суммарный заряд системы близок к нулю, то электрические силы компенсируются почти полностью. Так, макроскопические тела, как правило, электрически нейтральны, поскольку они содержат одинаковое число положительных и отрицательных зарядов. Сильные взаимодействия, как мы видели, обладают очень коротким радиусом действия и потому никогда не могут «суммироваться» при действии на данный объект,
Кумулятивный характер действия гравитации сохраняется даже в случае антивещества, состоящего из античастиц. В некоторых научно-фантастических произведениях используется идея, согласно которой антивещество может испытывать гравитационное отталкивание вместо притяжения. Однако в действительности гравитация действует одинаково как на вещество, так и на антивещество. Именно эта однозначность и кумулятивный характер гравитационной силы привели к тому, что эта самая слабая из всех сил природы первой привлекла к себе внимание человека.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.