9-апта №9. Тақырып:Фундаментал әсерлесулер.
Дәрістің мазмұны:І. Күшті әсерлесу.
Атом ядросының тұрақтылығы күшті әсерлесумен түсіндіріледі. Бұл нуклондар арасындағы әсерлесу. Бұдан мезондар мен гиперондар пайда болады.
Ядролық реакциялар және ядроның соқтығысу кезінде ядродағы нуклондар пиондар деп аталатын виртуалды бөлшектер мен алмасады (сурет 19). Сондықтан күшті әсерлесуді пионды әсерлесу немесе ядролық әсерлесу деп атайды. Күшті әсерлесудің кварктары мезондар. Осы күшті әсерлесуді Х. Юкава жақсы қарастырған. Сондықтан бұл әсерлесуді Юкава процессі деп те атайды. Осы атаған кварктар бозондар болып саналады, олардың спині S=0 болады. Пиондар стабильді емес бөлшектер. Олардың ыдырау уақыты 10 10 с. Осы күшті әсерлесуді мынадай схема мен түсіндіруге болады.
Д ирак теоремасы бойынша барлық әсерлерсулер алмасу сипаттама арқылы орындалады, яғни виртуалді бөлшектерді жұту немесе шығару арқылы. Күшті әсерлесу Ферми тұрақтысы мен сипатталады:
Қалған әсерлесулер тұрақтылары да осымен салыстырылынады.
f-мезондық заряд. Күшті әсерлесудің радиусы 10 м. Күшті әсерлесу әсерлесу уақыты мен сипатталады. Әсерлесу уақыты:
с
-энергиясы 1Мэв бөлшектің ядро диаметрін өту үшін кететін уақыт.Күшті әсерлесуді ең тез әсерлесу деп айтуға болады. Күшті әсерлесуде қатысатын бөлшектерді адрондар деп атайды.
ІІ. Электромагниттік әсерлесу.
Элекромагниттік әсерлесу - электр заряды бар барлық бөлшектер арасында өтеді. Электромагниттік әсерлесу түрлері: Кулон әсерлесуі, магнит өрісінің әсерлесуі, жаңа жұптар пайда болу эффектісі, k - мезонның ыдырауы, яғни - фотон қатысатын әсерлесу (сурет 20). Фотон - виртуалді бөлшек, бозон болып саналады. Сондықтан оны виртуалді бозон деп атайды
Б ұл әсерлесу де Дирак теоремасы бойынша тұрақтымен сипатталады. Бұл тұрақтыны жіңішке құрама тұрақтысы деп атайды.
Сурет 20.
Әсерлесу радиусы шексіз шама. Әсерлесу уақыты с.
III. Әлсіз әсерлесу.
Әлсіз әсерлесулер ыдыраудың барлық түріне жауапты. Элементар бөлшектер арасында тек қана протон, электрон, -квант, нейтрино және олардың антибөлшектері стабильді болып саналады. Ыдыраудың бір түрі -ыдырау. Бұл әсерлесудің виртуалді бөлшегін аралық бозон деп атайды. Оның спині S=1 тең, ал массасы m=100mp. Әлсіз әсерлесудің барлық түрінде нейтрино қатысады.
21-суретте W-аралық немесе векторлы бозон . r=10 м. Бұл әсерлесудің тұрақтылары бар:
g–аралық бозондардың заряды немесе әлсіз заряд.
ІҮ. Гравитациялық әсерлесу.
Гравитациялық әсерлесу элементар бөлшектер арасында ең аз зерттелген, массасы бар бөлшектер арасында болады. Оған -квантар қатыспайды. Бұл әсерлесуді Ньютон процесстері деп атайды. Бұл әсерлесудің де кванттық сипаттамасы бар. Оны гравитациялық квант немесе гипотетикалық гравитон деп атайды. S=2, массасы 0 -mp. Гравитациялық әсерлесу тұрақтысы:
r = , -анықталмаған.
Көп уақытқа дейін элементар бөлшектер арасында бұл әсерлесудің қатысы жоқ деп есептеген.
Эйнштейн бастаған көптеген ғалымдар барлық әсерлесуді біріктіріп, бір теория ұсынғысы келген. Оны супер күш теориясы немесе супербірігу деген. Солардың ішінде ғылыми түрде берілген Гейзенберг теориясы. Бұнда әлсіз және электромагниттік әсерлесу бірге қаралған. Оны электр-әлсіз теориясы деп атады, және оның теңдеуі құрастырылған. Ол теңдеуді Вайнберг–Саламо теңдеуі деп атайды. Осы электр-әлсіз әсерлесу мен күшті әсерлесуді де біріктіріп түсіндіре алған. Бірақта бірде-бір теория гравитациялық әсерлесу мен біріктіре алмаған.