Сильное (или ядерное) взаимодействие – это наиболее интенсивное из всех видов взаимодействий. Они обуславливает исключительно прочную связь между протонами и нейтронами в ядрах атомов. В сильном взаимодействии могут принимать участие только тяжелые частицы – адроны (мезоны и барионы). Сильное взаимодействие проявляется на расстояниях порядка и менее 10–15 м. Поэтому его называют короткодействующим. Одно из фундаментальных физических взаимодействий. В сильном взаимодействии участвуют адроны. Переносится сильное взаимодействие мезонами.
Сильное взаимодействие удерживает нуклоны в ядре атома, несмотря на действующие между протонами силы электрического отталкивания. С.в. является источником энергии при ядерных реакциях, протекающих в звездах и при взрыве термоядерной бомбы.
Некоторые феноменологические свойства:
- Сильное взаимодействие проявляется в притяжении частиц.
- Радиус действия сильного взаимодействия составляет около 10–13 см. Их влиянием на больших расстояниях можно полностью пренебречь. Сильное взаимодействие можно приблизить потенциальной ямой глубиной порядка 50 МэВ.
- Эффект насыщения ядерных сил. При большом числе нуклонов (A>4) энергия сильного взаимодействия E пропорциональна A. Если бы нуклоны взаимодействовали друг с другом попарно, то E была бы пропорциональна A2, так как число пар равно A(A–1)/2.
- Сильное взаимодействие явно зависит от ориентации спинов участвующих во взаимодействии частиц, т.е. заметный вклад вносит спин-спиновое взаимодействие. Например, протон и нейтрон с сонаправленными спинами образуют ядро дейтерия, в то время как эти же частицы с разными направлениями спинов не образуют связного состояния.
- Отличен от нуля вклад в сильное взаимодействие спин-орбитального взаимодействия.
Элементы теории сильного взаимодействия были заложены в 1938 году Юкавой. Юкава предложил для описания сильного взаимодействия использовать потенциал вида:
–e(–m| r |)/| r | (потенциал Юкавы).
На основе этого он разработал теорию переноса сильное взаимодействия скалярными мезонами.
Трудность проверки этой теории экспериментом заключается в том, что нуклоны могут обмениваться всеми мезонами, любыми их количествами, в любых комбинациях (с участием не только мезонов — лишь бы согласовывались квантовые числа).
Только учтя все это, можно надеяться на согласование с экспериментом. Утешает то, что частицы с большими массами дают малый вклад, и достаточно учитывать влияние частиц, имеющих массу <2 ГэВ.
Качественное описание рассеяния и распада частиц протекающих по сильному взаимодействию дает квантовая хромодинамика, согласно которой адроны имеют внутреннюю структуру, т.е. состоят из других частиц — кварков, состояние которых, кроме других параметров, описывает особая характеристика — цвет. Цветность может принимать 6 различных значений (3 цвета и 3 антицвета). Согласно квантовой хромодинамике право существовать в несвязном состоянии могут только бесцветные комбинации кварков, состоящие из трех кварков разых цветов или двух кварков, имеющих парные цвет и антицвет.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему