Читать книгу Космология - - Страница 19

Связывает кварки в адроны (из которых наиболее известны протоны с нейтронами), а также связывает ядерные частицы внутри ядра. Так как протоны одинаково заряжены, без сильного взаимодействия они бы разлетелись из-за электромагнитного отталкивания.

Формула его:

U = -k (exp (-r/r0)/r),

где k – константа сильного взаимодействия, принимается обычно за 1,

r – расстояние между частицами, которые взаимодействуют,

r0 – 10^-15 м.

Радиус ядра прямо зависит от этой r0 и числа нуклонов в ядре (А):

R=r0 * A^0,3.

Из этих соотношений определяют энергию, скорость и массу переносчиков этого взаимодействия (глюоны).

Сильно взаимодействуют все адроны, в том числе всякие экзотические тяжелые частицы, которых наоткрывали в пятидесятые годы (всякие там "омега-гипероны"). На самом деле, все адроны являются сложными частицами, состоящими из небольшого количества простых (кварков), то есть причина сильного взаимодействия заключается именно в наличии кварков, о которых будет позже. Поскольку основное уникальное свойство кварка условно называется "цветом", область физики, описывающая сильные взаимодействия, называется "квантовой хромодинамикой (КХД)" (глюоны еще и сами обладают цветом и взаимодействуют друг с другом, а не только с кварками). Результат соединения кварков – адрон – сам по себе бесцветен, а без адрона они не существуют (конфаймент).

Поскольку в 20 веке были огромные успехи в изучении элементарных частиц и вообще ядерной физики, в настоящее время сильное взаимодействие, как и электромагнитное, является хорошо описанным, и эти описания экспериментально проверены. То есть, в отличие от теории гравитации, которая сейчас, в основном, математическая, как раз ядра они весь 20 век расщепляли и частицы сталкивали, так что данных накопили много и изучили эту сферу довольно хорошо.

Основные темы КХД:

1. Жесткие адронные реакции, которые описываются теорией возмущений в КХД; в качестве конечной единицы анализа выступают глюоны и кварки.

2. Полужесткие реакции.

3. Мягкие адронные реакции, в которых взаимодействие осуществляется между адронами, а не между отдельными кварками.

4. Статические свойства адронов.