Фундаментальные взаимодействия

Вся разнообразная структура и сложная динамика в природе основана на шести лептонах и шести кварках, которые сейчас считаются фундаментальными составляющими вещества. Они связаны между собой силами четырех видов: гравитационными, электромагнитными, а также сильными и слабыми ядерными силами. В макромире, который нас окружает, силы определяются по изменению величины или направления скорости тела. В микромире, где вместо ньютоновской механики действуют квантовая механика и теория относительности, принято использовать более емкое представление, для которого употребляется более общий термин — «взаимодействие». Взаимодействие может вызвать изменение энергии, импульса или даже вида частиц, участвующих в столкновении. Взаимодействие может также повлиять на изолированную частицу, вызвав ее самопроизвольный распад.

Только гравитация не изучалась на расстояниях, характерных для мира элементарных частиц: ее действие на объекты столь малой массы так незначительно, что им вполне можно пренебречь. Физики довольно успешно пытаются предсказать свойства остальных трех взаимодействий с помощью математических построений, известных под названием калибровочных теорий.

Центральной идеей калибровочных теорий является идея симметрии. В математическом смысле симметрия возникает тогда, когда решения некоторого набора уравнений остаются теми же, несмотря на изменение характеристик системы, которую они описывают. Если математическая теория остается неизменной, когда некоторая характеристика системы изменяется на одну и ту же величину во всех точках пространства, то говорят, что уравнения проявляют глобальную симметрию по отношению к этой характеристике. Если же характеристика может быть изменена независимо в каждой точке пространства, а теория останется верной, то уравнения теории локально-симметричны по отношению к этой характеристике данной системы.

 

 

0 Коментариев

Вы можете быть первым =)

Оставить коментарий