ფუნდამენტური ურთიერთქმედება

სტანდარტული მოდელი ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკაში

ფუნდამენტური ურთიერთქმედებები — ელემენტარულ ნაწილაკთა ან სხეულთა ურთიერთქმედება, რის შედეგად იცვლება მათი მოძრაობის მდგომარეობა. კლასიკურ ფიზიკაში სხეულის ურთიერთქმედების სიდიდე ხასიათდება ძალით ან პოტენციური ენერგიით. თავდავირველად ფიზიკაში დამკვიდრდა შორსქმედების კონცეფცია, რომლის თანახმად, ურთიერთქმედება სიცარიელეში მეყვსეულად რაგინდ დიდ მანძილებზე გადაეცემა. ელექტრომაგნიტური ველის აღმოჩენის შემდეგ ეს კონცეფცია შეცვალა ახლოქმედების კონცეფციამ, რომლის თანახმად, ურთიერთქმედება ხორციელდება იმ შუალედური რგოლების (ან გარემოს) მეშვეობით, რომლებიც ურთიერთქმედებას გადასცემენ წერტილიდან წერტილამდე სასრული სიჩქარით, ე. ი. ამ კონცეფციის თანახმად ურთიერთქმედება ხორციელდება „შუამავლით“ — უწევეტად განაწილებულ მთელ სივრცეში ამა თუ იმ ველით (მაგალითად, გრავიტაციული ურთიერთქმედება — გრავიტაციული ველის მეშვეობით). XX საუკუნის ეს წარმოდგენები შეცვალა კვანტურმა მექანიკამ, რომლის თანახმად ნებისმიერი ველი დისკრეტულია და ნაწილაკთა ან სხეულთა ურთიერთქმედება აიხსნება მათ შორის ველების კვანტების ურთიერთგაცვლით (ველის კვანტური თეორია).

სხეულთა ურთიერთქმედების ნაირსახეობის მიუხედავად, ბუნებაში არსებობს ოთხი ფუნდამენტური ურთიერთქმედება: გრძელმოქმედი — გრავიტაციული და ელექტრომაგნიტური და მოკლექმედი — ძლიერი (მოქმედების რადიუსი R_S=10^–13 სმ) და სუსტი (მოქმედების რაღიუსი R_W — 10^–16 სმ). ურთიერთობის სიძლიერეს ახასიათებს ე. წ. ურთიერთობის მუდმივა, ხოლო ინტენსიურობას (ეფექტურ განივკვეთს) — მახასიათებელი უგანზომილებო მუდმივა, რომლის მნიშვნელობა ძლიერი, ელექტრომაგნიტური სუსტი და გრავიტაციული ურთიერთქმედების შესაბამისად ტოლია:

$g_{S}^{2}/\hbar c\approx 1,e^{2}/\hbar c\approx 1/137,G_{F}M^{2}c/\hbar ^{3}\approx 10^{-5}$ და $GM^{2}/\hbar c\approx 10^{-38}$,

სადაც $g_{S}$ არის ძლიერი ურთიერთქმედების მუდმივა, $e$ — ელემენტარული ელექტრული მუხტი (ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების მუდმივა), $G_{F}$ — სუსტი ურთიერთქმედების ფერმის მუდმივა, $G$ — გრავიტაციული მუდმივა, $\hbar$ — პლანკის მუდმივა, $c$ — სინათლის სიჩქარე, $M$ — ნუკლონის მასა. $\sim$ 1 გევ ენერგიისას (ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკისათვის დამახასიათებელი სიდიდე) ფუნდამენტურ ურთიერთობათა ინტენსიურობები ისე შეეფარდება ერთმანეთს, როგორც 1 : 10^–2 : 10^–5 : 10^–38.

ლიტერატურა

• ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 10, თბ., 1986. — გვ. 173-174.
• Schumm, Bruce A. (2004), Deep Down Things, Johns Hopkins University Press While all interactions are discussed, discussion is especially thorough on the weak.