Взаимодействия в физике

Огромное разнообразие природных систем и структур, их особенности и динамизм обуславливаются взаимодействием материальных объектов, т.е. их взаимным действием друг на друга. Взаимодействие – основная причина движения материи. Согласно СТО, скорость передачи взаимодействия тел ограничена и не превышает скорости света.

Все действующие в природе силы можно свести к четырем фундаментальным взаимодействиям: гравитацион­ному, электромагнитному, сильному и слабому. Гравитационное взаимодействие действует на любые массы и порождается массой, действуя на огромных расстояниях; не позволяет Вселенной развалиться на части: оно удерживает планеты на орбитах, звезды в галактиках, галактики в скоплениях, скопления в Метагалактике. Электромагнитное взаимо­действие удерживает электрон, вращающийся вокруг атомного ядра, и является основным между атомами и молекулами. С лабое ядерное взаимодействие связано с распадом нейтронов на протон, электрон и нейтрино. Слабое взаимодействие как бы подготавливает материал для термоядерного синтеза, происходящего в звездах. Если бы удалось «выключить» слабое взаимодействие, то погасло бы Солнце, так как не был бы возможен процесс превращения протона в нейтрон, позитрона в нейтрино. Сильное ядерное взаимодействие удерживает кварки внутри протона, а протоны и нейтроны внутри ядра, обуславливает протекание реакций термоядерного синтеза в недрах звезд, при которых выделяется колоссальное количество энергии. Чем сильнее взаимодействие нуклонов в ядре, тем стабильнее ядро, тем больше его удельная энергия связи. С увеличением числа нуклонов в ядре и, следовательно, размера ядра удельная энергия связи уменьшается и ядро может распадаться, что и происходит с ядрами элементов, находящихся в конце таблицы Д.И. Менделеева.

Фундаментальные взаимодействия характеризуются соответству­ющими константами. По величине относительной интенсивности (от большей к меньшей) фундаментальные взаимодействия располагаются в следующей последовательности: сильное ядерное > электромагнитное > слабое ядерное > гравитационное. Несмотря на малую интенсивность, гравитационное взаимодействие является определяющей в мегамире (Вселенной) благодаря тому, что этот тип взаимодействия свойственен всем материальным объектам. Каждое тело во Вселенной (будь то планета или частица) испытывает на себе действие гравитации и само является источником гравитации.

С открытием четырех типов взаимодействия ученых не оставляла мысль о том, что между этими типами взаимодействий существует какое-то общее начало. Поиски сходства привели к объединению электромагнитного и слабого типов взаимодействия в единое электрослабое взаимодействие. В настоящее время физики пытаются объединить электрослабое и сильное взаимодействие (теория Великого объединения), а, основываясь на принципы симметрии, объединить все четыре типа взаимодействия (теория Суперобъединения, или Суперсимметрии). Эти научные направления совместно приводят к весьма привлекательной идее, согласно которой вся природа изначально, а возможно и до настоящего времени, подчинена действию одного типа взаимодействия – некой суперсилы, проявляющейся в различных «ипостасях». Эта сила достаточно мощна, чтобы создать нашу Вселенную, наделить ее светом, энерги­ей, материей и придать ей структуру. Но суперсила – нечто боль­шее, чем просто созидающее начало. В ней материя, простран­ство-время и взаимодействие слиты в нераздельное гармоничное целое, порождающее такое единство Вселенной, которое ранее никто не предполагал. Назначение науки по существу заключается в поиске этого единства.

Дата добавления: 2014-01-07