//////

Miesięczne archiwum: Kwiecień 2012

ODDZIAŁYWANIE NA SIEBIE

Tak więc dwa elektrony mogą być od­dalone od siebie na dowolną odległość i ciągle brać udział w tej kwantowej grze wymiany, ponieważ zawsze znajdą się fotony wirtualne o  wystarczająco małej energii. Kwant, którego masa spoczynkowa jest różna od zera, nie mo­że mieć energii mniejszej niż energia jego masy spoczynkowej, dlatego też nie może być wy­mieniany w procesie wirtualnym, jeśli czas między jego wysłaniem i pochłonięciem byłby zbyt długi. Cząstki dokonujące tej wymiany nie mogą być zbyt odległe od siebie.Teraz rozumiemy, że cząstki, które uczestni­czą w oddziaływaniu silnym, muszą mieć masę, ponieważ niejako automatycznie zmniejszy ona zasięg ich oddziaływania. Znając ten zasięg, możemy obliczyć masę — jest ona około 200 razy większa od masy elektronu.

RZECZYWISTA MASA CZĄSTEK

Wiadomo, że istnieją cząstki rzeczywiste o takiej masie — są nimi mezony ic (piony). Co więcej, bywają one naładowane dodatnio, naładowane ujemnie lub obojętne elektrycznie. Pozwala to zrozu­mieć ich oddziaływanie zarówno z dodatnio na­ładowanymi protonami, jak i z obojętnymi elektrycznie neutronami. Szczęśliwym więc tra­fem możemy powiązać silne oddziaływanie ją­drowe z polem mezonowym. Protony i neutro­ny uczestniczą w wymianie mezonów wirtual­nych . Jest to zgrabna koncepcja, przy tym dobrze potwierdzona przez doświadczenie. Na nieszczęście istnieją jeszcze  dwa inne ro­dzaje mezonów — mezon K i mezon eta, oby­dwa około 1000 razy cięższe od elektronu i obydwa oddziałujące silnie z nukleonami (protona­mi i neutronami). Czy też są one w jakimś sen­sie wzbudzonymi stanami mezonów Jt?

CIĘŻKIE CZĄSTKI

A cóż możemy powiedzieć o tych wszystkich ciężkich cząstkach powstających w czasie zde­rzeń o wysokiej energii, takich jak hiperon A, hiperon 2, hiperon E i hiperon Q? Wyglądają jak cięższe wersje protonu i neutronu, wyko­rzystajmy więc pole mezonowe do wyjaśnienia oddziaływań między nimi. Jednak w wyko­rzystaniu tego pola nie możemy posuwać się zbyt daleko. Istnieje sporo procesów, w któ­rych uczestniczą hiperony i właśnie mezony, a których nie można wyjaśnić bez odwołania się do jeszcze innego pola kwantowego. Fak­tem jest bowiem, że żaden z hiperonów ani ża­den z mezonów nie jest cząstką trwałą.

SŁABE ODDZIAŁYWANIE

Nawet neutron, gdy znajdzie się poza jądrem, jest nie­trwały. Hiperony rozpadają się na inne hipero­ny i mezony w czasie rzędu 10~10 s. Neutrony rozpadają się na protony, które są cząstkami w pełni trwałymi. Produktami rozpadu hipe­ronów, mezonów i neutronów są miony, elek­trony, neutrina i fotony. Co powoduje ich roz­pad? Jakiekolwiek byłoby to oddziaływanie, musi być ono znacznie słabsze od silnego od­działywania. Okazuje się, że jest ono słabsze od oddziaływania elektromagnetycznego nawet o    współczynnik rzędu 1011. Nazywamy je oddziaływaniem słabym. Jeśli u pod­staw tego oddziaływania leży pole kwantowe, to związana z nim cząstka powinna mieć masę większą od masy protonu.