• Орчуулга

Өгүүллийн зохиогч нь АНУ-ын Эрчим хүчний яамны ивээл дор үйл ажиллагаа явуулдаг Fermilab LHC лабораторийн ахлах эрдэмтэн Дон Линкольн юм. Би саяхан "Том адрон мөргөлдөөн: Хиггс Бозоны ер бусын түүх ба таныг гайхшруулах бусад зүйлс" ном бичсэн.

Шинжлэх ухаан нь интернеттэй нарийн төвөгтэй харилцаатай байдаг: шинжлэх ухаан нь өгөгдөл, онолыг анхааралтай, нямбай үнэлэх замаар урагшилдаг бөгөөд энэ үйл явц нь олон жил шаардагддаг. Интернет дээр үзэгчдийн анхаарлаа төвлөрүүлэх чадвар нь Диснейн Доригийн "Немог олох" хүүхэлдэйн киноны загасыг санагдуулдаг (Одоо "Дори олох") - энд меме байна, энд нэг одны зураг байна ... Өө, хараарай - хөгжилтэй муур ...

Тиймээс ноцтой шинжлэх ухаанд сонирхолтой хүмүүс интернетэд тавигдсан мэдээллээс болгоомжлох хэрэгтэй шинжлэх ухааны судалгаа, шинжлэх ухааны парадигмыг үндсээр нь өөрчлөх. Саяхны жишээ бол тав дахь үндсэн хүчийг илрүүлж магадгүй гэсэн нийтлэл юм. Хэрэв тийм байсан бол бид сурах бичгээ дахин бичихээс өөр аргагүй болно.

Физикч хүний ​​хувьд би энэ мэдэгдлийн талаар шинжлэх ухааны үндэслэлтэй гэрэлтүүлэхийг хүсч байна.

Тав дахь харилцан үйлчлэл

Унгарын хэсэг судлаачид 2015 оны 4-р сарын 7-нд arXiv сэтгүүлд ирүүлсэн илтгэлдээ литийн нимгэн объектууд дээр эрчимтэй протоны цацрагийн үйл ажиллагааг судалж буйгаа тайлбарлажээ. Илрүүлсэн мөргөлдөөний улмаас бериллий-8-ийн өдөөгдсөн цөмүүд үүссэн бөгөөд тэдгээр нь энгийн бериллий-8 ба электрон-позитрон хос болж задарсан.

Тэдний олж авсан мэдээллээ мэддэг зүйлээр тайлбарлах боломжгүй гэж тэд мэдэгдэв физик үзэгдлүүдОрчин үеийн бөөмийн физикийг зохицуулдаг Стандарт загварт. Гэхдээ эдгээр өгөгдлийн тайлбар нь электроноос 32.7 дахин хүнд буюу протоны массын 2% -иас 17 сая эВ-ийн масстай өнөөг хүртэл үл мэдэгдэх бөөмс байгаатай холбоотой байв. Орчин үеийн жишгээр нэлээд бага байдаг ийм энергитэй үед гарч ирдэг бөөмсийг сайтар судалсан. Хэрэв тэнд шинэ зүйл олдвол үнэхээр гэнэтийн зүйл болно.

Гэсэн хэдий ч хэмжилтийг хойшлуулсан шинжээчийн үнэлгээбөгөөд 2016 оны 1-р сарын 26-нд "Physical Review Letters" сэтгүүлд нийтлэгдсэн. нэр хүндтэй сэтгүүлүүддэлхийн физикийн талаар. Энэхүү нийтлэлээр судлаачид болон тэдний судалгаа гайхалтай саад бэрхшээлийг даван туулсан.

Калифорнийн Их Сургуулийн (UCI) онолын физикчид анхаарлаа хандуулах хүртэл энэ хэмжилтийг анзаарсангүй. Мөн онолчид ихэвчлэн маргаантай байдаг шиг физик хэмжилт, баг шинэ өгөгдөл нь өмнөхтэй нь таарч байгаа эсэхийг шалгахын тулд тэдгээрийг сүүлийн зуун жилийн хугацаанд цуглуулсан ажилтай харьцуулсан мэдээлэл цуглуулсан. Энэ тохиолдолд тэд хэдэн арван хэвлэгдсэн судалгаатай харьцуулав.

Хэмжилтүүд нь өмнөх судалгаатай зөрчилдөөгүй ч өмнө нь ажиглагдаж байгаагүй, стандарт загвараар тайлбарлах боломжгүй зүйлийг ажигласан болохыг тэд олж мэдэв.

Шинэ онолын платформ

Энэ онол нь маш чамин юм. Тэд шинэ боломжит бөөмийг одоо байгаа онолоор тайлбарлаагүй гэсэн үндэслэлтэй таамаглалаар эхэлсэн. Энэ нь боломжит шинэ бөөмс учраас утга учиртай бага масс, хэрэв энэ нь физикийн мэдэгдэж буй хуулиудаар тодорхойлогдсон бол эрт олдох байсан. Хэрэв энэ бөөмс физикийн шинэ хуулиудад захирагдаж байвал шинэ хүч гарч ирж магадгүй юм. Физикчид мэдэгдэж буй дөрвөн үндсэн хүчний (таталцал, цахилгаан соронзон, хүчтэй ба сул) тухай уламжлал ёсоор ярьдаг тул энэхүү шинэ таамаглалыг "тав дахь" гэж нэрлэдэг.

Тав дахь харилцан үйлчлэлийн онол, нээлтүүдийн түүх нь нэлээд олон янз бөгөөд энэ нь хэдэн арван жилийн түүхтэй бөгөөд түүний хүрээнд шинэ хэмжигдэхүүн, санаанууд дараа нь алга болохын тулд үүссэн. Нөгөөтэйгүүр харанхуй бодис гэх мэт ердийн физикээр тайлбарлах боломжгүй нууцууд байдаг. Хэдийгээр харанхуй матери үргэлж загварчлагдсан байдаг цорын ганц хэлбэртаталцлын хүчийг мэдэрдэг тогтвортой их хэмжээний бөөмс, бусдын аль нь ч биш мэдэгдэж байгаа хүчнүүд, энгийн бодис оролцдоггүй харилцан үйлчлэлд харанхуй бодис оролцохгүй байх шалтгаан байхгүй. Эцсийн эцэст, энгийн бодис нь харанхуй матери оролцдоггүй харилцан үйлчлэлд оролцдог тул энд тэнэг зүйл байхгүй.

Зөвхөн хар матерт нөлөөлдөг харилцан үйлчлэлийн тухай олон санаа байдаг бөгөөд тэдгээрийг ерөнхийд нь "" гэж нэрлэдэг. нарийн төвөгтэй харанхуй бодис"Мэдэгдэж буй санаануудын нэг нь зөвхөн харанхуй материйн зөөвөрлөж буй бараан цэнэгтэй харилцаж буй харанхуй фотон байдаг тухай өгүүлдэг. Энэ бөөмс нь бидний мэддэг цахилгаан цэнэгтэй харьцаж буй энгийн бодисын фотоны бараан аналог юм. нэг үл хамаарах зүйл: цогцолборын зарим онолууд харанхуй бодисэнгийн фотонуудаас ялгаатай нь бараан фотонуудын массыг өгнө.

Хэрэв харанхуй фотонууд байгаа бол тэдгээр нь энгийн бодистой (мөн энгийн фотонуудтай) холбогдож, электрон-позитрон хос болж задрах боломжтой бөгөөд үүнийг Унгарын хэсэг эрдэмтэд судалжээ. Харанхуй фотонууд ердийн цахилгаан цэнэгтэй харьцдаггүй тул энэ холболт нь зөвхөн хачирхалтай байдлаар үүсдэг. квант механик. Гэвч хэрэв эрдэмтэд электрон-позитрон хосын өсөлтийг ажиглаж эхэлсэн бол энэ нь тэд харанхуй фотонуудыг ажиглаж байна гэсэн үг юм.

Ирвиний бүлэг Унгарын үр дүнг тайлбарлаж болохуйц эрт хэмжилтээр үгүйсгэгдээгүй "протофобик" бөөмстэй загварыг олсон. "Протофобик", өөрөөр хэлбэл "протоноос зайлсхийдэг" бөөмс нь протонтой ховор эсвэл бараг хэзээ ч харьцдаггүй, харин нейтронтой (нейтрофил) харилцан үйлчилж чаддаг.

Ирвин бүлгийн санал болгож буй бөөмс нь 12 фемтометрийн зайд буюу протоноос 12 дахин том зайд үүсдэг тав дахь үл мэдэгдэх хүчинд оролцдог. Бөөм нь протофобик ба нейтрофил юм. Бөөмийн масс нь 17 сая эВ бөгөөд электрон-позитрон хос болж задрах боломжтой. Унгарын туршилтыг тайлбарлахаас гадна ийм бөөм нь бусад туршилтаас олдсон зарим зөрчилдөөнийг тайлбарлаж чадна. Сүүлийнх нь санааг бага зэрэг нэмдэг.

Парадигмыг өөрчлөх харилцан үйлчлэл үү?

Юу үнэн байж болох вэ? Дата бол хаан. Өөрчлөлтийг батлах эсвэл үгүйсгэхийн тулд нэмэлт туршилт хийх шаардлагатай болно. Бусад бүх зүйл хамаагүй. Гэхдээ үүнд нэг жил орчим хугацаа шаардагдах бөгөөд энэ хугацаанд ямар нэгэн санаа гаргаж ирвэл сайхан байх болно. Хамгийн сайн арганээлт бодит байх магадлалыг тооцоолох нь туршилтад оролцсон судлаачдын нэр хүндийг шалгах явдал юм. Мэдээжийн хэрэг, энэ нь шинжлэх ухааныг хийх бүдүүлэг арга боловч таны хүлээлтийг бууруулж магадгүй юм.

Ирвин группээс эхэлцгээе. Тэдний олонх нь (ялангуяа менежерүүд) сайн нэр хүндтэй, тухайн салбартаа нэр хүндтэй мэргэжилтнүүд бөгөөд тэд сайн ажил. Бүлгийн нас харилцан адилгүй, ахмад болон залуу оролцогчид байдаг. Би тэдний заримыг нь би хувьдаа мэддэг, хоёр нь миний бичсэн номын бүлгүүдийн онолын хэсгүүдийг уншаад би тэнд тэнэг зүйл хэлээгүй гэдэгт итгэлтэй байна (Дашрамд хэлэхэд тэд ямар ч алдаа олоогүй, гэхдээ тэд тусалсан. зарим зүйлийг тодруулах). Энэ нь миний Ирвин бүлгийн гишүүдэд хүндэтгэлтэй ханддагийг тайлбарлаж байгаа ч энэ нь намайг өрөөсгөл болгож магадгүй юм. Шинэ загварыг одоо байгаа өгөгдөлтэй харьцуулах ажил нь нарийн бөгөөд мэргэжлийн байсан гэдэгт би бүрэн итгэлтэй байна. Тэд боломжит онолуудын жижиг бөгөөд судлагдаагүй бүс нутгийг нээсэн.

Нөгөөтэйгүүр, онол нь өөрөө нэлээд таамаг, магадлал багатай юм. Энэ бол шийдвэр биш - үүнийг бүх онолын талаар хэлж болно. Эцсийн эцэст бөөмийн физикийг удирддаг Стандарт загвар нь 50 жилийн турш мэдэгдэж, сайн судлагдсан. Нэмж дурдахад бүх шинэ онолууд таамаглал, магадлал багатай бөгөөд ихэнх нь буруу байдаг. Энэ бас өгүүлбэр биш. Шинэ үзэгдлийг тайлбарлахын тулд одоо байгаа онолд нэмэлт өөрчлөлт оруулах олон арга бий. Мөн хүн бүр үнэн байж чадахгүй. Заримдаа санал болгож буй онолуудын аль нь ч зөв биш болдог.

Гэхдээ бүлгийн гишүүдийн нэр хүндэд тулгуурлан тэд бодож гаргасан гэж дүгнэж болно шинэ санаамөн холбогдох бүх өгөгдөлтэй харьцуулсан. Тэд загвараа нийтэлсэн нь тэдний туршилтыг давсан бөгөөд магадлал багатай ч гэсэн үнэмшилтэй хэвээр байна гэсэн үг юм.

Унгарын бүлгийн талаар юу хэлэх вэ? Би тэдний хэнийг нь ч мэдэхгүй, гэхдээ нийтлэлийг Физик тойм захидалд нийтэлсэн - энэ нь тэдний хувьд аль хэдийн нэмэлт зүйл юм. Гэсэн хэдий ч тус бүлэг 12 сая эВ-ийн бөөмс, 14 сая эВ-ын бөөмс зэрэг ижил төстэй гажиг ажиглагдсан өмнөх хоёр баримт бичгийг нийтэлсэн. Энэ хоёр бүтээлийг бусад туршилтаар няцаасан.

Цаашилбал, Унгарын бүлэг няцаагдсан бүтээлүүдэд ямар алдаа гарсныг хэзээ ч тайлбарлаагүй. Өөр нэг улаан туг бол бүлэг нь гажуудал агуулаагүй өгөгдлийг ховор нийтэлдэг явдал юм. Энэ магадлал багатай. Миний судалгааны ажлын явцад ихэнх хэвлэлүүд үүнийг баталсан одоо байгаа онолууд. Давтан гажиг нь маш ховор тохиолддог.

Тэгэхээр эцсийн үр дүн юу вэ? Шинэ боломжит нээлтэд бид баярлах ёстой юу? Мэдээжийн хэрэг, боломжит нээлтүүд үргэлж сонирхолтой байдаг. Стандарт загвар нь 50 жилийн турш туршилтыг даван туулсан боловч тайлагдаагүй нууцууд байсаар байгаа бөгөөд шинжлэх ухааны нийгэмлэг шинэ, батлагдаагүй онолуудыг харуулсан нээлтүүдийг үргэлж эрэлхийлсээр байдаг. Гэхдээ энэ хэмжилт, онол нь шинжлэх ухааны нийгэмлэгийг 12 фм-ийн зайтай тав дахь хүч, протоноос зайлсхийдэг бөөмс байдаг гэдгийг хүлээн зөвшөөрөхөд ямар боломж байна вэ? Надад боломж бага юм шиг санагдаж байна. Би энэ санааг өөдрөгөөр харахгүй байна.

Мэдээжийн хэрэг, үзэл бодол нь мэдээлэл сайтай ч гэсэн зүгээр л үзэл бодол юм. Унгарын хэмжилтүүд туршилтанд амжилтгүй болсон ч харанхуй материйн асуудал байсаар байх тул бусад туршилтууд нь харанхуй фотонуудыг хайх болно. Унгарын судлаачдын үзэж байгаагаар гажиг илэрсэн ижил параметрийн орон зайг (энерги, масс, задралын горим) судлах олон туршилтууд нь харанхуй фотонуудыг хайх болно. Энэ гажиг нь нээлт үү, эсвэл нийгэмд түр зуур цочирдсон өөр нэг доголдол уу гэдгийг бид удахгүй мэдэх болно, гэхдээ илүү үнэн зөв мэдээлэл гарсны дараа устгагдах болно. Гэхдээ энэ нь яаж ч дууссан, үр дүн нь шинжлэх ухааныг сайжруулсаар байх болно.

Шошго:

• тав дахь харилцан үйлчлэл
• тав дахь хүч
• квант физик
• стандарт загвар

Материйн хамгийн чухал шинж чанарууд нь хөдөлгөөн ба харилцан үйлчлэл юм. IN өргөн утгаарааХөдөлгөөнийг байгальд гарч буй аливаа өөрчлөлт гэж ойлгодог. Хөдөлгөөний бүх хэлбэр нь нийтлэг зүйлтэй байдаг. Тэд бүгд бие махбодийн харилцан үйлчлэлээс үүдэлтэй. Аливаа объект оршин тогтнох нь харилцан үйлчлэлцэх, бусад биетэй холбоотой ямар нэгэн байдлаар илэрдэг гэсэн үг юм. Олон зууны туршид шинжлэх ухаанд хоёр үндсэн зарчим бий болсон. янз бүрийн арга замуудхарилцан үйлчлэлийн механизмын тодорхойлолт – холын болон ойрын зайн үйл ажиллагааны зарчим.

Түүхийн хувьд үүнийг анх И.Ньютон томъёолсон урт хугацааны зарчим, үүний дагуу биетүүдийн хоорондын харилцан үйлчлэл нь ямар ч материал зөөгчгүйгээр ямар ч зайд шууд явагддаг. 19-р зуунд М.Фарадей шинжлэх ухаанд нэвтрүүлсэн богино хугацааны зарчим, дараа нь тодруулсан: харилцан үйлчлэл нь вакуум дахь гэрлийн хурдаас хэтрэхгүй хурдаар талбараас нэг цэг рүү дамждаг. Орчин үеийн физикийн үүднээс авч үзвэл харилцан үйлчлэл нь богино хугацааны үйл ажиллагааны зарчимд үргэлж захирагддаг. Гэхдээ тайлбарласан олон асуудалд механик процессуудаажмаар хөдөлж буй объектуудын хувьд ойрын зайн үйл ажиллагааны зарчмыг ашиглаж болно.

Харилцааны шинж чанар өөр байж болно. Одоогийн байдлаар физикчид дөрвөн төрлийг ялгаж үздэг үндсэн харилцан үйлчлэл: таталцал, цахилгаан соронзон, хүчтэй ба сул.

Таталцлын харилцан үйлчлэланх эрдэмтдийн судалгааны сэдэв болсон. Таталцлын сонгодог (Ньютоны) онол 17-р зуунд бий болсон. хууль нээгдсэний дараа бүх нийтийн таталцал. Энэ нь бүх мэдэгдэж буй харилцан үйлчлэлийн хамгийн сул нь бөгөөд харилцан үйлчлэлийн хүчнээс 10 40 дахин сул юм. цахилгаан цэнэг. Гэсэн хэдий ч энэ нь маш их юм сул хүчОрчлон ертөнцийн бүтцийг тодорхойлдог: боловсрол сансрын системүүд, гариг, од, галактикийн оршин тогтнох. Таталцлын харилцан үйлчлэл нь бүх нийтийн шинж чанартай бөгөөд зөвхөн татах хүч хэлбэрээр илэрдэг. Энэ нь зөвхөн масстай бүх биеийг төдийгүй талбайнуудыг хамардаг. Харилцан үйлчилдэг биетүүдийн масс их байх тусмаа их байна. Тиймээс бичил ертөнцөд таталцлын хүч чухал үүрэг гүйцэтгэдэггүй, харин макро болон мега ертөнцөд тэр нь давамгайлдаг. Таталцал бол алсын зайн хүч юм. Түүний эрчим нь зайнаас багасдаг боловч маш их нөлөөлсөн хэвээр байна хол зайд.

Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлнь мөн бүх нийтийн шинж чанартай бөгөөд аливаа биетүүдийн хооронд үйлчилдэг боловч таталцлын харилцан үйлчлэлээс ялгаатай нь таталцал болон түлхэлтийн хэлбэрээр илэрдэг. Цахилгаан соронзон холболтын ачаар атом, молекул, макро биетүүд үүсдэг. Бүх химийн болон биологийн үйл явц- илрэлүүд цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл. Бүх энгийн хүчнүүд үүнд буурдаг: уян хатан байдал, үрэлт, гадаргуугийн хурцадмал байдалХэмжээний хувьд энэ харилцан үйлчлэл нь таталцлынхаас хамаагүй их байдаг тул түүний үр нөлөөг энгийн хэмжээтэй биетүүдийн хооронд ч ажиглахад хялбар байдаг. Энэ нь бас хол зайд, түүний үр нөлөө нь эх үүсвэрээс хол зайд ч мэдэгдэхүйц юм. Энэ нь зайнаас багасдаг боловч алга болдоггүй. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийг квант электродинамик хэмээх физикийн онолд тайлбарласан байдаг.

Атомын цөмийн бүтцийг судлах нь цөмийн масштабын хувьд (~10 -15 м) цахилгаан соронзоноос хоёроос гурван дахин их байдаг тул хүчтэй гэж нэрлэгддэг харилцан үйлчлэлийн шинэ хэлбэрийг нээхэд хүргэсэн. цөм дэх ижил цэнэгтэй протонууд яагаад хоорондоо нисдэггүйг тайлбарлах боломжийг бидэнд олгодог. Хүчтэй харилцан үйлчлэлхүч чадлаараа нэгдүгээрт ордог бөгөөд асар их энергийн эх үүсвэр болдог. Энэ нь атомын цөм дэх кварк ба антикваркуудыг холбодог. Энэ нь богино зайтай, хязгаарлагдмал үйл ажиллагаатай - 10-15 м хүртэл хүчтэй харилцан үйлчлэлийг квант хромодинамикийн хүрээнд дүрсэлсэн байдаг.

Дараа нь дөрөв дэх төрлийн харилцан үйлчлэлийг олж мэдсэн - сул харилцан үйлчлэл,өөрчлөлтийг хариуцдаг энгийн бөөмсбие биедээ оршдог бөгөөд бичил ертөнц төдийгүй олон үзэгдэлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг сансрын масштаб. Эрчим хүчний хувьд энэ нь гуравдугаарт (цахилгаан соронзон ба таталцлын харилцан үйлчлэлийн хооронд) ордог бөгөөд богино зайд байдаг.

Харилцан үйлчлэлийн механизмыг ихэвчлэн энергийн энгийн хэсэг болох квантуудыг агуулсан зуучлагч хэсгүүдийн солилцоо гэж тайлбарладаг. Харилцан үйлчлэл бүрийг тодорхой төрлийн энгийн бөөмс - бозонууд дамжуулдаг гэж үздэг.

· сул харилцан үйлчлэлд зуучлагчид байдаг мезон;

· цахилгаан соронзонд - фотонууд;

· хүчтэй харилцан үйлчлэл бий болдог глюонууд(Англи) цавуу- цавуу), маш их энергийг зөөвөрлөж, бөөмийн доторх кваркуудыг чанга барьдаг;

· таталцлын харилцан үйлчлэлхүндийн хүчний квантаар тээвэрлэгдсэн - гравитонууд, туршилтаар хараахан илрүүлээгүй байна.

Дөрвөн төрлийн харилцан үйлчлэлийн онолууд өөр байсан нь физикчдэд таалагдаагүй. Би тэднийг нэгтгэхийг хүссэн. Сайн жишээ 19-р зуунд Ж.Максвеллийн бүтээсэн цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн нэгдсэн онолын үүрэг гүйцэтгэсэн. 60-70-аад оны зааг дээр. 20-р зуунд гурван физикч (С. Вайнберг, С. Глашоу, А. Салам) -ын хүчин чармайлтаар цахилгаан соронзон болон сул харилцан үйлчлэлийн онолыг нэгтгэх боломжтой болсон. Хосолсон цахилгаан сул харилцан үйлчлэлийг агуулсан квант дөрвөн төлөвт байж болох ба тэдгээрийн нэг нь фотоник, нөгөө гурав нь том масс. Ийм хослол нь өрөөний температураас 4 триллион дахин өндөр температуртай тохирч байгаа 10 11 эВ-ийн эрчим хүчийг шаарддаг.

Одоо физикчид хүчтэй харилцан үйлчлэлийг багтаасан Их Нэгдлийн онолыг бүтээхээр завгүй байна. Эрэлттэй квант зуучлагч нь олон хэмжээст байх ёстой бөгөөд энэхүү нэгдлийг хэрэгжүүлэхэд шаардагдах эрчим хүч нь орчин үеийн суурилуулалтанд боломжгүй юм. Таталцлыг багтаасан супер нэгдлийн төсөл одоо ч зөвхөн зүүд мэт оршсоор байна.

Олон үндсэн ойлголтууд орчин үеийн байгалийн шинжлэх ухаанүндсэн харилцан үйлчлэлийн тодорхойлолттой шууд болон шууд бусаар холбоотой. Харилцан үйлчлэл ба хөдөлгөөн нь материйн хамгийн чухал шинж чанар бөгөөд үүнгүйгээр түүний оршин тогтнох боломжгүй юм. Харилцан үйл ажиллагаа нь янз бүрийн материаллаг объектуудыг системд нэгтгэхийг тодорхойлдог, жишээлбэл. системчилсэн зохион байгуулалтасуудал. Материаллаг объектын олон шинж чанар нь тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүсдэг бөгөөд тэдгээрийн бие биетэйгээ бүтцийн холболт, гадаад орчинтой харилцах үйл ажиллагааны үр дүн юм.

Одоогоор мэдэгдэж байна Үндсэн харилцан үйлчлэлийн дөрвөн төрөл:

· таталцлын;

· цахилгаан соронзон;

· хүчтэй;

· сул.

Таталцлын харилцан үйлчлэлшинж чанараас үл хамааран бүх материаллаг объектын шинж чанар. Энэ нь оршдог харилцан татахбайгууллага бөгөөд үндсэнээр тодорхойлогддог Бүх нийтийн таталцлын хууль: хоёрын хооронд цэгийн биетүүдТэдний массын үржвэртэй шууд пропорциональ, тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ татах хүч байдаг.. Таталцлын харилцан үйлчлэл нь дэлхийн таталцлын хүчний талбарт биетүүдийн уналтыг тодорхойлдог. Бүх нийтийн таталцлын хууль нь жишээлбэл, гаригуудын хөдөлгөөнийг тодорхойлдог нарны систем, түүнчлэн бусад макро объектууд. Таталцлын харилцан үйлчлэл нь тодорхой энгийн бөөмсөөс үүсдэг гэж үздэг. гравитонууд, байгаа нь хараахан туршилтаар батлагдаагүй байна.

Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлцахилгаан болон соронзон орон. Цахилгаан цэнэг байгаа үед цахилгаан орон үүсч, хөдөлж байх үед соронзон орон үүсдэг. Байгальд эерэг ба аль аль нь байдаг сөрөг цэнэгүүд, энэ нь цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн мөн чанарыг тодорхойлдог. Жишээлбэл, цэнэгийн тэмдгээс хамааран цэнэглэгдсэн биеүүдийн хоорондох электростатик харилцан үйлчлэл нь таталцал эсвэл түлхэлт болж буурдаг. Цэнэг хөдөлж байх үед тэдгээрийн тэмдэг, хөдөлгөөний чиглэлээс хамааран тэдгээрийн хооронд таталцал эсвэл түлхэлт үүсдэг. Бодисын нэгтгэх янз бүрийн төлөв байдал, үрэлтийн үзэгдэл, бодисын уян харимхай болон бусад шинж чанаруудыг үндсэндээ хүчээр тодорхойлдог. молекул хоорондын харилцан үйлчлэл, энэ нь электростатик шинж чанартай. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийг электростатик ба электродинамикийн үндсэн хуулиуд: Кулоны хууль, Амперын хууль гэх мэтээр тайлбарладаг. ерөнхий тодорхойлолтөгдөг цахилгаан соронзон онолМаксвелл дээр үндэслэсэн үндсэн тэгшитгэл, цахилгаан ба соронзон орныг холбох.

Хүчтэй харилцан үйлчлэлцөм дэх нуклонуудын холболтыг баталгаажуулж, тодорхойлно цөмийн хүчнүүд. Нуклон хоорондын солилцооны явцад цөмийн хүч үүсдэг гэж үздэг виртуал бөөмс – мезон.

Эцэст нь, сул харилцан үйлчлэлзарим төрлийн цөмийн үйл явцыг дүрсэлдэг. Энэ нь богино хугацаанд үйлчилдэг бөгөөд бүх төрлийн бета хувиргалтыг тодорхойлдог.

Ихэвчлэн төлөө тоон шинжилгээЖагсаалтад орсон харилцан үйлчлэл нь хоёр шинж чанарыг ашигладаг: хэмжээсгүй тогтмолхарилцан үйлчлэл, харилцан үйлчлэлийн цар хүрээ, үйл ажиллагааны хүрээг тодорхойлох (Хүснэгт 3.1).

Хүснэгт 3.1

Хүснэгтийн дагуу. 3.1 Таталцлын харилцан үйлчлэлийн тогтмол нь хамгийн бага нь тодорхой байна. Түүний үйл ажиллагааны хүрээ нь цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн адил хязгааргүй юм. Сонгодог үзэл бодлоор таталцлын харилцан үйлчлэл нь бичил ертөнцийн үйл явцад чухал үүрэг гүйцэтгэдэггүй. Гэсэн хэдий ч макро процесст энэ нь шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэдэг. Жишээлбэл, нарны аймгийн гаригуудын хөдөлгөөн нь таталцлын харилцан үйлчлэлийн хуулиудын дагуу явагддаг.

Хүчтэй харилцан үйлчлэл нь цөмүүдийн тогтвортой байдлыг хариуцдаг бөгөөд зөвхөн цөмийн хэмжээгээр л үргэлжилдэг. Цөм дэх нуклонууд хэдий чинээ хүчтэй харилцан үйлчилнэ, төдий чинээ тогтвортой байх тусам нуклонуудыг салгах, харилцан үйлчлэл болох зайд бие биенээсээ салгахад шаардагдах ажлаар тодорхойлогддог түүний холбох энерги төдий чинээ их байдаг. тэгтэй тэнцүү. Цөмийн хэмжээ ихсэх тусам холболтын энерги буурдаг. Тиймээс үелэх системийн төгсгөлд байгаа элементүүдийн цөм нь тогтворгүй бөгөөд ялзарч болно. Энэ процессыг ихэвчлэн нэрлэдэг цацраг идэвхт задрал.

Атом ба молекулуудын харилцан үйлчлэл нь голчлон явагддаг цахилгаан соронзон шинж чанар. Энэ харилцан үйлчлэл нь янз бүрийн үүсэхийг тайлбарладаг нэгтгэх төлөвүүдбодисууд: хатуу, шингэн, хий. Жишээлбэл, хатуу төлөвт байгаа бодисын молекулуудын хооронд таталцлын хэлбэрийн харилцан үйлчлэл нь хийн төлөвт ижил молекулуудын хоорондын харилцан үйлчлэлээс хамаагүй хүчтэй байдаг.

Харилцан харилцах чадвар нь материйн хамгийн чухал бөгөөд салшгүй шинж чанар юм. Энэ нь мега, макро болон бичил ертөнцийн янз бүрийн материаллаг объектуудыг системд нэгтгэхийг баталгаажуулдаг харилцан үйлчлэл юм. Бүгд алдартай орчин үеийн шинжлэх ухаанХүч нь таталцлын, цахилгаан соронзон, сул ба хүчтэй гэсэн үндсэн гэж нэрлэгддэг дөрвөн төрлийн харилцан үйлчлэлд буурдаг.

Таталцлын харилцан үйлчлэл 17-р зуунд анх физикийн судалгааны объект болсон. Бүх нийтийн таталцлын хуульд үндэслэсэн И.Ньютоны таталцлын онол нэг бүрэлдэхүүн хэсэг болсон. сонгодог механик. Бүх нийтийн таталцлын хуульд: хоёр биений хооронд тэдгээрийн массын үржвэртэй шууд пропорциональ, тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу хамааралтай татах хүч байдаг (2.3). Аливаа материаллаг бөөмс нь таталцлын нөлөөллийн эх үүсвэр бөгөөд үүнийг өөрөө мэдэрдэг. Масс нэмэгдэхийн хэрээр таталцлын харилцан үйлчлэл нэмэгддэг, өөрөөр хэлбэл, илүү илүү массхарилцан үйлчилдэг бодисууд нь таталцлын хүч илүү хүчтэй байдаг. Таталцлын хүч нь таталцлын хүч юм. IN сүүлийн үедОрчлон ертөнц оршин тогтнох эхний мөчид (4.2) үйлчилдэг таталцлын түлхэлт байдаг гэж физикчид санал болгосон боловч энэ санаа хараахан батлагдаагүй байна. Таталцлын харилцан үйлчлэл нь одоогоор мэдэгдэж байгаа хамгийн сул тал юм. Таталцлын хүчмаш хол зайд үйлчилдэг, түүний эрчим нь зай нэмэгдэх тусам буурдаг боловч бүрмөсөн алга болдоггүй. Таталцлын харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгч нь таамагласан тоосонцор гравитон гэж үздэг. Бичил ертөнцөд таталцлын харилцан үйлчлэл чухал үүрэг гүйцэтгэдэггүй, харин макро, ялангуяа мега процессуудад тэргүүлэх үүрэг гүйцэтгэдэг.

Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл 19-р зууны физикийн судалгааны сэдэв болсон. Анхны нэгдсэн онол цахилгаан соронзон оронЖ.Максвелл (2.3)-ын үзэл баримтлалыг нэвтрүүлсэн. Таталцлын хүчнээс ялгаатай нь цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь зөвхөн цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн хооронд байдаг: цахилгаан орон нь хоёр суурин цэнэглэгдсэн бөөмсийн хооронд, соронзон орон нь хөдөлж буй цэнэгтэй хоёр бөөмийн хооронд байдаг. Цахилгаан соронзон хүч нь татах болон түлхэх хүч байж болно. Боломжит цэнэгтэй тоосонцор түлхэж, эсрэг цэнэгтэй бөөмс татдаг. Энэ төрлийн харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгчид нь фотонууд юм. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь микро, макро, мега ертөнцөд илэрдэг.

20-р зууны дунд үед. бий болсон квант электродинамик - үндсэн зарчмуудыг хангасан цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн онол квант онолболон харьцангуйн онол. 1965 онд түүний зохиолч С.Томанага, Р.Фейнман, Ж.Швингер нар Нобелийн шагнал хүртжээ. Квант электродинамик нь цэнэгтэй бөөмс - электрон ба позитронуудын харилцан үйлчлэлийг тодорхойлдог.

Сул харилцан үйлчлэл 20-р зуунд буюу 1960-аад онд л нээсэн. барьсан ерөнхий онолсул харилцан үйлчлэл. Сул хүч нь бөөмсийн задралтай холбоотой тул цацраг идэвхт бодисыг олж илрүүлсний дараа л түүний нээлт болсон. Ажиглаж байхдаа цацраг идэвхт задралбөөмс, энерги хадгалагдах хуультай зөрчилдсөн юм шиг үзэгдлүүд илэрсэн. Баримт нь задралын явцад энергийн нэг хэсэг нь "алга болсон" юм. Физикч В.Паули бодисын цацраг идэвхт задралын явцад электронтой хамт өндөр нэвтрэх чадалтай бөөмс ялгардаг гэж санал болгосон. Энэ бөөмсийг хожим "нейтрино" гэж нэрлэсэн. Сул харилцан үйлчлэлийн үр дүнд атомын цөмийг бүрдүүлдэг нейтронууд эерэг цэнэгтэй протон, сөрөг цэнэгтэй электрон, саармаг нейтрино гэсэн гурван төрлийн бөөмс болж задрах нь тодорхой болсон. Сул харилцан үйлчлэл нь цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийнхээс хамаагүй бага боловч таталцлын харилцан үйлчлэлээс их бөгөөд тэдгээрээс ялгаатай нь жижиг зайд тархдаг - 10-22 см-ээс ихгүй байна. Тийм ч учраас удаан хугацаагаарсул харилцан үйлчлэл туршилтаар ажиглагдаагүй. Сул харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгч нь бозонууд юм.

1970-аад онд гэж нэрлэгддэг цахилгаан соронзон ба сул харилцан үйлчлэлийн ерөнхий онолыг бий болгосон цахилгаан сул харилцан үйлчлэлийн онол.Үүнийг бүтээгчид С.Вайнберг, А.Салам, С.Глашоу нар 1979 онд хүлээн авсан. Нобелийн шагнал. Цахилгаан сул харилцан үйлчлэлийн онол нь хоёр төрлийн үндсэн харилцан үйлчлэлийн нэг, илүү гүнзгий илрэл гэж үздэг. Тиймээс 10-17 см-ээс дээш зайд үзэгдлийн цахилгаан соронзон тал давамгайлж, бага зайд ижил түвшиндЦахилгаан соронзон болон сул талууд хоёулаа чухал юм. Харгалзан үзэж буй онолыг бий болгосноор нэгдэж байна гэсэн үг сонгодог физик XIX зуун, Фарадей-Максвелийн онолын хүрээнд XX зууны сүүлийн гуравны нэг дэх цахилгаан, соронзон, гэрэл. сул харилцан үйлчлэлийн үзэгдлээр нэмэгддэг.

Хүчтэй харилцан үйлчлэлзөвхөн 20-р зуунд л нээсэн. Энэ нь атомын цөмд протоныг барьж, цахилгаан соронзон түлхэлтийн хүчний нөлөөн дор тархахаас сэргийлдэг. Хүчтэй харилцан үйлчлэл нь 10-13 см-ээс ихгүй зайд тохиолддог бөгөөд цөмийн тогтвортой байдлыг хариуцдаг. Тогтмол системийн төгсгөлд байгаа элементүүдийн цөмүүд нь тогтворгүй байдаг, учир нь тэдгээрийн радиус нь том бөгөөд үүний дагуу хүчтэй харилцан үйлчлэл нь эрч хүчээ алддаг. Ийм цөм нь задралд өртдөг бөгөөд үүнийг цацраг идэвхт гэж нэрлэдэг. Хүчтэй харилцан үйлчлэл нь боловсролыг хариуцдаг атомын цөмҮүнд зөвхөн хүнд хэсгүүд оролцдог: протон ба нейтрон. Цөмийн харилцан үйлчлэлбөөмийн цэнэгээс хамаарахгүй глюонууд нь энэ төрлийн харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгчид юм. Глюонууд нь глюоны талбарт (цахилгаан соронзон оронтой төстэй) нэгддэг бөгөөд үүний улмаас хүчтэй харилцан үйлчлэл үүсдэг. Хүч чадлаараа хүчтэй харилцан үйлчлэл нь бусад мэдэгдэж байгаа зүйлсээс давж, асар их энергийн эх үүсвэр болдог. Жишээ хүчтэй харилцан үйлчлэлгүйцэтгэх термоядролын урвалуудНар болон бусад одод дээр. Хүчтэй харилцан үйлчлэлийн зарчмыг устөрөгчийн зэвсгийг бий болгоход ашигласан.

Хүчтэй харилцан үйлчлэлийн онолыг нэрлэдэг квант хромодинамик.Энэхүү онолын дагуу хүчтэй харилцан үйлчлэл нь глюонуудын солилцооны үр дүнд бий болж, адрон дахь кваркуудын холболт үүсдэг. Квантын хромодинамик хөгжсөөр байгаа бөгөөд үүнийг хүчтэй харилцан үйлчлэлийн тухай бүрэн ойлголт гэж үзэх боломжгүй боловч энэ нь физик онолхатуу туршилтын баазтай.

IN орчин үеийн физикхайлт үргэлжилж байна нэгдсэн онол, энэ нь бүх дөрвөн төрлийн үндсэн харилцан үйлчлэлийг тайлбарлах боломжтой болно. Ийм онолыг бий болгох нь энгийн бөөмсийн нэгдмэл ойлголтыг бий болгоно гэсэн үг юм. Энэ төслийг "Их нэгдэл" гэж нэрлэсэн. Ийм онолыг боломжтой гэж үзэх үндэс нь ойрын зайд (10-29 см-ээс бага) болон өндөр энерги(1014 ГеВ-ээс дээш) цахилгаан соронзон, хүчтэй ба сул харилцан үйлчлэладилхан дүрслэгдсэн байдаг нь нийтлэг шинж чанартай гэсэн үг юм. Гэсэн хэдий ч энэ дүгнэлт нь зөвхөн онолын шинж чанартай хэвээр байгаа бөгөөд үүнийг туршилтаар баталгаажуулах боломжгүй байна.

Өрсөлдөж буй янз бүрийн Гранд нэгдсэн онолууд сансар судлалыг (4.2) өөр өөрөөр тайлбарладаг. Жишээлбэл, манай Орчлон ертөнц үүсэх тэр мөчид дөрвөн үндсэн харилцан үйлчлэл бүгд ижил байдлаар илэрч байсан нөхцөл байдал бий болсон гэж үздэг. Бүх дөрвөн төрлийн харилцан үйлчлэлийг нэгдмэл үндэслэлээр тайлбарлах онолыг бий болгоход кваркуудын онол, квант хромодинамик, орчин үеийн сансар судлалба харьцангуй одон орон судлал.

Гэсэн хэдий ч дөрвөн төрлийн суурь харилцан үйлчлэлийн нэгдсэн онолыг эрэлхийлэх нь материйн бусад тайлбарыг бий болгох боломжгүй гэсэн үг биш юм: шинэ харилцан үйлчлэлийн нээлт, шинэ элементийн бөөмсийг хайх гэх мэт. Зарим физикчид боломжийн талаар эргэлзэж байна. нэгдсэн онолын тухай. Ийнхүү синергетикийг бүтээгчид И.Пригожин, И.Стенгерс нар “Цаг хугацаа, эмх замбараагүй байдал, квант” номондоо “бүх зүйлийн онолыг бий болгох итгэл найдвар, үүнээс дүгнэлт хийх боломжтой” гэж бичжээ. бүрэн тайлбар физик бодит байдал, орхих хэрэгтэй болно” гэж синергетик (7.2)-ын хүрээнд боловсруулсан хуулиудаар дипломын ажлаа зөвтгөнө.

Чухал үүрэгХамгаалалтын хуулиуд нь энгийн бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн механизм, тэдгээрийн үүсэх, задралыг ойлгоход чухал үүрэг гүйцэтгэсэн. Макро ертөнцөд үйлчилж буй хадгалалтын хуулиудаас гадна (энерги хадгалагдах хууль, импульс хадгалагдах хууль, өнцгийн импульс хадгалагдах хууль) бичил ертөнцийн физикт шинэ хуулиудыг нээсэн байна: хадгалалтын хууль. барион, лептоны цэнэг, хачирхалтай байдал гэх мэт.

Хамгаалалтын хууль бүр нь хүрээлэн буй ертөнцийн тэгш хэмтэй холбоотой байдаг. Физикийн хувьд тэгш хэмийг өөрчлөгддөггүй байдал, системийн өөрчлөлтүүдтэй харьцуулахад өөрчлөгддөггүй байдал, өөрөөр хэлбэл цувааны өөрчлөлттэй холбоотой гэж ойлгодог. физик нөхцөл. Германы математикч Эмма Ноетер орон зай, цаг хугацааны шинж чанарууд ба сонгодог физикийн хадгалалтын хуулиудын хоорондын холбоог тогтоожээ. үндсэн теорем математик физик, Ноетерийн теорем гэж нэрлэгддэг сансар огторгуйн нэгэн төрлийн байдлаас импульс хадгалагдах хууль, цаг хугацааны нэгэн төрлийн байдлаас - энерги хадгалагдах хууль, орон зайн изотропоос - өнцгийн импульс хадгалагдах хууль дагалддаг. Эдгээр хуулиуд нь үндсэн шинж чанартай бөгөөд материйн оршин тогтнох бүх түвшинд хүчинтэй байдаг.

Эрчим хүч устаж алга болдоггүй, дахин гарч ирэхгүй, зөвхөн нэг хэлбэрээс нөгөөд шилждэг гэж энерги хадгалагдах, хувирах хуулинд заасан байдаг. Импульс хадгалагдах хууль нь импульсийн тогтмол байдлыг илэрхийлдэг хаалттай системцаг хугацааны явцад. Өнцгийн импульс хадгалагдах хууль нь хаалттай гогцооны системийн өнцгийн импульс цаг хугацааны явцад тогтмол хэвээр байна гэж заасан. Хамгаалалтын хуулиуд нь тэгш хэмийн үр дагавар, тухайлбал материаллаг объектын бүтцийн өөрчлөлттэй харьцуулахад өөрчлөгддөггүй байдал, эсвэл тэдгээрийн оршин тогтнох физик нөхцөлийн өөрчлөлтийн үр дагавар юм.

Харилцан харилцах чадвар нь материйн хамгийн чухал бөгөөд салшгүй шинж чанар юм. Энэ нь мега, макро болон бичил ертөнцийн янз бүрийн материаллаг объектуудыг системд нэгтгэхийг баталгаажуулдаг харилцан үйлчлэл юм. Орчин үеийн шинжлэх ухаанд мэдэгдэж байгаа бүх хүч нь таталцлын, цахилгаан соронзон, сул ба хүчтэй гэсэн үндсэн гэж нэрлэгддэг дөрвөн төрлийн харилцан үйлчлэлд хамаардаг.

Таталцлын харилцан үйлчлэл 17-р зуунд анх физикийн судалгааны объект болсон. Дэлхийн таталцлын хуульд үндэслэсэн И.Ньютоны таталцлын онол нь сонгодог механикийн нэг бүрэлдэхүүн хэсэг болсон. Аливаа материаллаг бөөмс нь таталцлын нөлөөллийн эх үүсвэр бөгөөд үүнийг өөрөө мэдэрдэг. Масс нэмэгдэхийн хэрээр таталцлын харилцан үйлчлэл нэмэгддэг, i.e. Харилцан үйлчилдэг бодисын масс их байх тусам таталцлын хүч илүү хүчтэй болно. Таталцлын хүч нь таталцлын хүч юм. Таталцлын харилцан үйлчлэл нь одоогоор мэдэгдэж байгаа хамгийн сул тал юм. Таталцлын хүч нь маш том зайд үйлчилдэг; Таталцлын харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгч нь таамагласан тоосонцор гравитон гэж үздэг. Бичил ертөнцөд таталцлын харилцан үйлчлэл чухал үүрэг гүйцэтгэдэггүй, харин макро, ялангуяа мега процессуудад тэргүүлэх үүрэг гүйцэтгэдэг.

Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл 19-р зууны физикийн судалгааны сэдэв болсон. Цахилгаан соронзон орны анхны нэгдсэн онол бол Ж.Максвелийн үзэл баримтлал юм. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь зөвхөн цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн хооронд байдаг: цахилгаан орон нь хоёр суурин цэнэглэгдсэн бөөмийн хооронд, соронзон орон нь хоёр хөдөлж буй цэнэгтэй бөөмийн хооронд байдаг. Цахилгаан соронзон хүч нь татах болон түлхэх хүч байж болно. Боломжит цэнэгтэй тоосонцор түлхэж, эсрэг цэнэгтэй бөөмс татдаг. Энэ төрлийн харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгчид нь фотонууд юм. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь микро, макро, мега ертөнцөд илэрдэг.

20-р зууны дунд үед. бий болсон квант электродинамик– цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн онол нь цэнэгтэй бөөмс болох электрон ба позитронуудын харилцан үйлчлэлийг тодорхойлдог. 1965 онд түүний зохиолч С.Томанага, Р.Фейнман, Ж.Швингер нар Нобелийн шагнал хүртжээ.

Сул харилцан үйлчлэлзөвхөн 20-р зуунд буюу 60-аад онд нээгдсэн. сул харилцан үйлчлэлийн ерөнхий онолыг бий болгосон. Сул хүч нь бөөмсийн задралтай холбоотой тул цацраг идэвхт бодисыг олж илрүүлсний дараа л түүний нээлт болсон. Физикч В.Паули бодисын цацраг идэвхт задралын явцад электронтой хамт өндөр нэвтрэх чадалтай бөөмс ялгардаг гэж санал болгосон. Энэ бөөмсийг хожим "нейтрино" гэж нэрлэсэн. Сул харилцан үйлчлэлийн үр дүнд атомын цөмийг бүрдүүлдэг нейтронууд эерэг цэнэгтэй протон, сөрөг цэнэгтэй электрон, саармаг нейтрино гэсэн гурван төрлийн бөөмс болж задрах нь тодорхой болсон. Сул харилцан үйлчлэл нь цахилгаан соронзоноос хамаагүй бага боловч таталцлынхаас том бөгөөд тэдгээрээс ялгаатай нь жижиг зайд тархдаг - 10-22 см-ээс ихгүй байдаг тул сул харилцан үйлчлэл удаан хугацаанд ажиглагдаагүй . Сул харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгч нь бозонууд юм.

70-аад онд XX зуун гэж нэрлэгддэг цахилгаан соронзон ба сул харилцан үйлчлэлийн ерөнхий онолыг бий болгосон цахилгаан сул харилцан үйлчлэлийн онол.Үүнийг бүтээгчид С.Вайнберг, А.Сапам, С.Глашоу нар 1979 онд Нобелийн шагнал хүртжээ. Цахилгаан сул харилцан үйлчлэлийн онол нь хоёр төрлийн суурь харилцан үйлчлэлийн нэг, илүү гүнзгий илрэл гэж үздэг. Тиймээс 10-17 см-ээс хол зайд үзэгдлийн цахилгаан соронзон тал давамгайлж, цахилгаан соронзон болон сул талууд нь адилхан чухал байдаг. Энэ онолыг бий болгосноор 19-р зууны сонгодог физикт Фарадей-Максвелийн онол, цахилгаан, соронзон, гэрлийн хүрээнд 20-р зууны сүүлийн гуравны нэгд нэгдсэн гэсэн үг юм. сул харилцан үйлчлэлийн үзэгдлээр нэмэгддэг.

Хүчтэй харилцан үйлчлэлзөвхөн 20-р зуунд л нээсэн. Энэ нь атомын цөмд протоныг барьж, цахилгаан соронзон түлхэлтийн хүчний нөлөөн дор тархахаас сэргийлдэг. Хүчтэй харилцан үйлчлэл нь 10-13 см-ээс ихгүй зайд тохиолддог бөгөөд цөмийн тогтвортой байдлыг хариуцдаг. Хүснэгтийн төгсгөлд байрлах элементүүдийн цөмүүд D.I. Менделеев тогтворгүй, учир нь тэдний радиус том тул хүчтэй харилцан үйлчлэл нь эрч хүчээ алддаг. Ийм цөм нь задралд өртдөг бөгөөд үүнийг цацраг идэвхт гэж нэрлэдэг. Хүчтэй харилцан үйлчлэл нь атомын цөм үүсэх үүрэгтэй: протон ба нейтронууд үүнд оролцдог. Цөмийн харилцан үйлчлэл нь бөөмсийн цэнэгээс хамаардаггүй, энэ төрлийн харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгчид нь глюонууд юм. Глюонууд нь глюоны талбарт (цахилгаан соронзон оронтой төстэй) нэгддэг бөгөөд үүний улмаас хүчтэй харилцан үйлчлэл үүсдэг. Хүч чадлаараа хүчтэй харилцан үйлчлэл нь бусад мэдэгдэж байгаа зүйлсээс давж, асар их энергийн эх үүсвэр болдог. Хүчтэй харилцан үйлчлэлийн жишээ бол Нар болон бусад одод дахь термоядролын урвал юм. Хүчтэй харилцан үйлчлэлийн зарчмыг устөрөгчийн зэвсгийг бий болгоход ашигласан.

Хүчтэй харилцан үйлчлэлийн онолыг нэрлэдэг квант хромодинамик.Энэхүү онолын дагуу хүчтэй харилцан үйлчлэл нь глюонуудын солилцооны үр дүнд бий болж, адрон дахь кваркуудын холболт үүсдэг. Квант хромодинамик нь хөгжсөөр байгаа бөгөөд үүнийг хүчтэй харилцан үйлчлэлийн бүрэн ойлголт гэж үзэх боломжгүй, гэхдээ энэ нь хатуу туршилтын үндэслэлтэй.

Орчин үеийн физикт дөрвөн төрлийн үндсэн харилцан үйлчлэлийг тайлбарлах нэгдсэн онолыг эрэлхийлэх ажил үргэлжилж байна. Ийм онолыг бий болгох нь энгийн бөөмсийн нэгдмэл ойлголтыг бий болгоно гэсэн үг юм. Энэ төслийг "Их нэгдэл" гэж нэрлэсэн. Богино зайд (10-29 см-ээс бага) болон өндөр энергитэй (10 14 ГеВ-ээс дээш) цахилгаан соронзон, хүчтэй, сул харилцан үйлчлэлийг ижил байдлаар дүрсэлсэн нь ийм онолыг боломжтой гэж үзэх үндэс суурь юм. , энэ нь тэдний мөн чанар нийтлэг гэсэн үг юм. Гэсэн хэдий ч энэ дүгнэлт нь зөвхөн онолын хувьд үүнийг туршилтаар баталгаажуулах боломжгүй байна.

Хамгаалалтын хуулиуд нь элементийн бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн механизм, тэдгээрийн үүсэх, задралыг ойлгоход чухал үүрэг гүйцэтгэсэн. Макро ертөнцөд үйлчилж буй хадгалалтын хуулиудаас гадна (энерги хадгалагдах хууль, импульс хадгалагдах хууль, өнцгийн импульс хадгалагдах хууль) бичил ертөнцийн физикт шинэ хуулиудыг нээсэн байна: хадгалалтын хууль. барион, лептоны цэнэг гэх мэт.