В. Лисицын - Почему человечество приближает конец света? Пути выхода из трагической ситуации на земле

Так как не существует однозначного метода сравнения интенсивностей различных взаимодействий, то в литературе встречаются разные сравнительные оценки. В связи с этим А.В. Астахов и Ю.М. Широков (1983 г.) так писали об этом: «Все они характеризуют одну и туже качественную картину сильного превосходства по интенсивности сильных взаимодействий над электромагнитными, электромагнитных над слабыми и, наконец, слабых взаимодействий над гравитационными.

…На очень глубоком уровне у первых трех типов взаимодействий обнаруживается сходство. В связи с этим в физике элементарных частиц существует направление, целью которого является объединение сильного, электромагнитного и слабого взаимодействий в единую теорию – теорию великого объединения.

…В сильных взаимодействиях участвуют многие частицы. Силы, связывающие нуклоны (общее название протона и нейтрона, являющихся составными частями атомных ядер) в атомном ядре, – это лишь одно из многих проявлений сильных взаимодействий, в которые вступают также пионы, каоны, гиперионы и некоторые другие частицы. Эти взаимодействия вызывают интенсивное рождение новых частиц при столкновениях частиц с высокими энергиями. Все частицы, подверженные сильным взаимодействиям, называются адронами (крепкий, сильный). К адронам относится подавляющее большинство всех известных микрочастиц. Ограниченность сильных взаимодействий обусловлена тремя причинами. Во-первых, сильным взаимодействиям подвержены не все частицы. Например, в эти взаимодействия не вступают фотон и электрон. Во-вторых, они короткодействующие: если расстояние между частицами становится больше, чем 10-13 см, то сильное взаимодействие частиц прекращается. Поэтому сильные взаимодействия не способны создавать структуры микроскопических размеров. В-третьих, из всех типов фундаментальных взаимодействий сильные взаимодействия обладают самой высокой симметрией, что выражается в подчинении процессов, вызываемых этими взаимодействиями, сравнительно большему числу законов сохранения. Независимо от содержания, всякий закон сохранения является ограничением на процесс, в котором этот закон выполняется. Электромагнитные взаимодействия осуществляются через электромагнитное поле. Несмотря на то, что эти взаимодействия слабее сильных, из-за дальнодействия электромагнитные силы во многих случаях оказываются главными. Например, эти силы вызывают разлет осколков, которые образуются при делении атомных ядер. Однако самую широкую область явлений электромагнитного происхождения составляют процессы, протекающие в структурах с пространственными масштабами от 10-12 до 10-7 см (на меньших расстояниях более важны сильные взаимодействия, а на больших – существуют еще и силы гравитационные). Это собственно электрические и магнитные явления, а также все оптические, тепловые, механические (не связанные с гравитацией) и химические явления.

Проявления электромагнитных сил ограничены следующими свойствами этих сил. Во-первых, из-за существования как положительных, так и отрицательных электрических зарядов имеется большое разнообразие электрически-нейтральных систем (к их числу принадлежат, например, атомы). У сил взаимодействия между такими системами радиус действия конечен, хотя у самих кулоновских сил этот радиус неограниченно велик. Во-вторых, различные частицы с неодинаковой интенсивностью взаимодействуют через электромагнитное поле. Наиболее велики кулоновские силы. Нейтральные частицы со спином (например, нейтроны) взаимодействуют только через магнитное поле, источниками которого являются магнитные моменты частиц. Эти силы гораздо слабее кулоновских. Еще слабее силы электромагнитного взаимодействия между нейтральными и бесспиновыми частицами (например, между нейтральными пионами). Такие частицы взаимодействуют друг с другом электромагнитным образом через виртуальные частицы (в квантовой теории поля это частицы в промежуточных состояниях, существующие короткое время), обладающие электрическими зарядами и магнитными моментами. Наконец, нейтрино практически не участвует в электромагнитных взаимодействиях. В-третьих, процессы, вызываемые электромагнитными взаимодействиями, подчиняются ряду законов сохранения, которые не выполняются ведующих за электромагнитными слабых взаимодействиях.

Слабые взаимодействия на всех изученных расстояниях ничтожны по сравнению с сильными и электромагнитными. Об этом красноречиво свидетельствует следующий факт. Поток нейтрино, которые участвуют только в слабых взаимодействиях, ослабляется очень незначительно, пронизывая толщу Солнца.

Интенсивность слабого взаимодействия быстро возрастает с уменьшением расстояния между частицами и может сравниться с интенсивностью сильных взаимодействий при расстоянии порядка 1017—1018 см, которое пока еще недоступно непосредственному измерению.

В слабых взаимодействиях участвуют все частицы, кроме фотона. Это свойство называется универсальностью слабых взаимодействий.

…В последнее время обнаружены явления, указывающие на то, что слабые взаимодействия могут создавать силы, которые на несколько порядков больше «слабых» сил, наблюдаемых до сих пор. Но эти новые факты не вносят изменений в иерархию интенсивностей фундаментальных взаимодействий.

…Несмотря на свою сравнительно очень небольшую интенсивность, слабые взаимодействия играют очень важную роль в природе.

…Известно, что общим свойством всех фундаментальных взаимодействий является их способность вызывать распады частиц. Среди известных частиц стабильны в пределах точности современных измерений только 11 микрочастиц: фотон и совместно со своими античастицами электрон, протон и три типа нейтрино. Все остальные частицы либо нестабильны, либо являются резонансами. Нестабильные частицы отличаются от резонансов тем, что у первых время жизни намного больше характерного времени пролета элементарных частиц: rэ = 10-23 – 10-24 с, а у вторых время жизни сравнимо с величиной rэ. Резонансы распадаются только за счет сильных взаимодействий. Времена жизни нестабильных частиц, распады которых вызываются электромагнитными взаимодействиями, находятся в пределах от 10-18 до 10-14 с. Времена жизни микрочастиц, распадающихся за счет слабых взаимодействий, не меньше, чем 10-11 с, а в некоторых случаях достигают макроскопических значений. Например, свободный нейтрон в среднем живет около 11,7 мин.».

Физики считают, что гравитационные взаимодействия являются самыми слабыми по сравнению с остальными фундаментальными взаимодействиями сил Природы. В этих взаимодействиях участвуют все микрочастицы без исключения. Так что эти взаимодействия абсолютно универсальны.