КОНСТАНТА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ


КОНСТАНТА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
КОНСТАНТА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

(константа связи) (от лат. constans -постоянный) в квантовой теории поля (КТП) - параметр, определяющий силу (интенсивность) взаимодействия частиц или полей. В общем виде К. в. задаётся как значение вершинной части (вершины) при определ. значениях её независимых импульсных аргументов. Выбор этих аргументов обычно является вопросом соглашения и, в конечном счёте, обусловлен удобством измерения соответствующих К. в. и их использования при описании физ. процессов. Изменение К. в. при переходе к др. аргументам определяется ур-ниями ренормализационной группы, отражающими требования неизменности измеряемых физ. величин при таком переходе.

Так, напр., К. в. 2521-35.jpg в распаде 2521-36.jpg , где F - векторный мезон типа 2521-37.jpg, 2521-38.jpg, 2521-39.jpg, 2521-40.jpg определяется из вершины 2521-41.jpg (2521-42.jpg- фотон) в точке, в к-рой квадрат 4-им-пульса фотона равен квадрату массы V-мезона, т. е. фотон является виртуальным, а векторный мезон находится на массовой поверхности: 2521-43.jpg (pv, my-4-импульс и масса V-мезона; принята система единиц 2521-44.jpg =с=1). Причина такого определения, во-первых, в том, что указанная вершина может быть непосредственно измерена, поскольку ряд физ. процессов выражается через амплитуду перехода 2521-45.jpg в этой точке, а во-вторых, в том, что понятие "виртуальный адрон" не имеет для составной частицы ясного смысла (за исключением случаев, когда т. н. виртуальность, определяемая величиной р2-m2 для частицы, мала по сравнению с характерной энергией связи). Поэтому большинство феноменологич. К. в., используемых в адронной физике, выражается через соответствующие вершинные части с внеш. адронами, находящимися на массовой поверхности. Таковы, напр., К. в.: 2521-46.jpg , связанная с вершиной 2521-47.jpg 2521-48.jpg =98 МэВ, связанная с вершиной 2521-49.jpg (иногда для этой вершины используется др. обозначение:2521-50.jpg2521-51.jpg МэВ); 2521-52.jpg , связанная с вершиной 2521-53.jpg. К. в., определённая через вершину, к-рой соответствует реальный (кинематически разрешённый) переход, наз. константой распада. Примером констант распада являются 2521-54.jpg и 2521-55.jpg

Используемые в адронной физике К. в. не независимы. В рамках разл. теоретич. схем между ними возникают соотношения. В принципе все адронные К. в. являются феноменологич. параметрами, к-рые должны выражаться через небольшое число фундам. К. в., или, что то же, фундам. зарядов, определяющих локальные взаимодействия фундам. полей.

Иногда используется понятие затравочного заряда, или "голого" заряда (либо затравочной К. в.). Такой заряд является параметром в неперенормированном лагранжиане, описывающем взаимодействие "голых", не-перенормированных полей (см. Перенормировки). Затравочная К. в. может быть определена через вершинную часть в пределе больших виртуальностей и больших импульсов внеш. частиц (порядка импульса т. н. обрезания, где, по предположению, взаимодействие выключается). В перенормируемой КТП затравочные К. в., вообще говоря, не несут к.-л. дополнит. содержания по сравнению с К. в., определёнными при любом др. импульсе, а параметр обрезания не имеет спец. смысла. Однако в нек-рых моделях КТП, в частности в моделях, относящихся к физике твёрдого тела, где обрезание вводится из физ. соображений и характеризует область применимости теории, затравочная К. в. становится важной характеристикой.

Непосредств. эксперим. определение величин фундам. К. в. доступно пока только в случаях, когда имеет смысл теория возмущений по К. в., а также в решаемых моделях КТП, часто относящихся к реальным физ. задачам теории твёрдого тела или физики элементарных частиц. В таких случаях возможно явное выражение феноменологич. наблюдаемых К. в. через фундам. К. в., входящие в лагранжиан.

Обычно любой из рассматриваемых в КТП реалистич. лагранжианов описывает локальные взаимодействия полей лишь в определ. приближении. На более глубоком уровне (на достаточно малых расстояниях) эти поля являются или составными, или начинают взаимодействовать с новыми полями с большой массой, роль к-рых на больших расстояниях пренебрежимо мала. В результате лагранжиан, к-рый до этого рассматривался как фундаментальный, с точки зрения малых расстояний должен рассматриваться как эффективный (см. Лагранжиан эффективный). Соответственно до этого фундаментальные К. в. также становятся феноменологическими параметрами и должны быть выражены через новый набор К. в., определяющий взаимодействие "праполей" на достаточно малых расстояниях в новом фундам. лагранжиане. Такой процесс может быть, по-видимому, продолжен до тех пор, пока не будет установлен (если это вообще возможно) окончат. лагранжиан единой КТП. Возможно, промежуточным этапом на этом пути станет одна из моделей т. н. великого объединения: к ещё более глубокому уровню объединения взаимодействий относится супергравитация.

Совр. теории взаимодействий - квантовая электродинамика (КЭД), квантовая хромодинамика (КХД), электрослабое взаимодействие - не являются окончательными в указанном выше смысле и должны рассматриваться как низкоэнергетич. приближение в рамках фундам. единой теории. Соответственно все известные фундаментальные на данный момент К. в. с точки зрения более глубокого уровня являются феноменологич. параметрами, к-рые не могут быть заданы произвольно, а должны однозначно выражаться через К. в. единой теории. Но эти теории являются перенормируемыми, а входящие в соответствующие лагранжианы К. в. безразмерны (безразмерность К. в. всегда предполагает перенормируемость КТП, относящейся к четырёхмерному пространству-времени). Следствием этого факта является существование широкой области энергий, где проявляется слабая (логарифмич.) зависимость всех вершин от характерного энергетич. масштаба более фундам. теории на малых расстояниях. Эта область определяет широкий интервал применимости обсуждаемых КТП и допускает последоват. определение соответствующих К. в. независимо от структуры исходной теории на малых расстояниях. Все фундаментальные на данный момент К. в. в этих теориях определяются в области импульсов (на таких расстояниях), где применима теория возмущений, позволяющая просто связать обсуждаемые К. в. с наблюдаемыми амплитудами процессов.

Гравитация, основанная на эфф. лагранжиане Эйнштейна, не относится к классу перенормируемых теорий, поэтому без существ. изменения на малых расстояниях [характерным масштабом в этом случае является т. н. планковская длина2521-56.jpgсм, где 2521-57.jpg - ньютоновская гравитационная постоянная]её нельзя сформулировать как последоват. модель КТП. Гравитац. постоянная 2521-58.jpg, в отличие от других К. в., может быть определена только в классич. пределе по энергии взаимодействия макроскопич. тел. Несмотря на чрезвычайную малость 2521-59.jpg (в атомных единицах 2521-60.jpg где mp- масса протона; в системе СГС 2521-61.jpg , теория возмущений по К. в. 2521-62.jpg непоследовательна и с точки зрения КТП константа 2521-63.jpg имеет смысл только как феноменологич. параметр в эфф. лагранжиане гравитации.

Рассмотрим конкретные способы определения основных фундаментальных К. в. Электромагнитная К..в. е (точнее, постоянная тонкой структуры 2521-64.jpg определяется из вершины, отвечающей переходу 2521-65.jpg2521-66.jpg . Практически константу 2521-67.jpg измеряют в опытах, где электрон взаимодействует с классическим медленно меняющимся эл.-магн. полем, т. е. в таких опытах фотон в вершине 2521-68.jpg входит при нулевых значениях энергии и импульса (при нулевом квадрате 4-им-пульса), а электрон находится строго на массовой поверхности (величина е в этом случае совпадает с элементарным электрическим зарядом). Из-за малости 2521-69.jpg её значение при любой другой доступной в настоящее время виртуальности отличается не более чем на неск. процентов. К 1983 2521-70.jpg определена в среднем с относит. погрешностью 0,8*10-6 и равна 1/137,03604 (11). Теоретически невозможно определение 2521-71.jpg при виртуально-стях 2521-72.jpg (m е - масса электрона) из-за трудностей с обращением в бесконечность в этой точке эффективного заряда (см. Нуль-заряд). Но гораздо раньше КЭД теряет смысл как самостоятельная КТП и входит (при импульсах 2521-73.jpg ГэВ/с) в электрослабое взаимодействие, а затем, как предполагается, при импульсах - (1014-1016) ГэВ/с - в одну из моделей великого объединения.

Напротив, хромодинамич. К. в. 2521-74.jpg не может быть определена при малых импульсах из-за роста эфф. цветового заряда на больших расстояниях. Она определяется из вершины 2521-75.jpg где кварк2521-76.jpgи глюон2521-77.jpg. имеют виртуальности 2521-78.jpg (ГэВ/с)2. В отличие от 2521-79.jpg константа 2521-80.jpg заметно зависит от выбора точки определения, т. е. от виртуальности. При виртуальностях 2521-81.jpg (ГэВ/с)2 2521-82.jpg Наиб. точно 2521-83.jpg находят с помощью правил сумм КХД при обработке опытов по аннигиляции пары 2521-84.jpg в адроны, в опытах по рождению адронных струй и в распадах 2521-85.jpg -мезона.

Вместо безразмерной К. в. 2521-86.jpg в КХД часто используется размерный параметр 2521-87.jpg входящий в выражение для инвариантного заряда и определяющий масштаб импульсов существенного его изменения.

Фермиевская константа слабого взаимодействия определяется из четырёхточечной вершины 2521-88.jpg2521-89.jpg иравна 2521-90.jpg ,16632(4)*10-5 ГэВ 2. При импульсах порядка 2521-91.jpg где 2521-92.jpg - масса промежуточного векторного бозона, вершина 2521-93.jpg существенно зависит от импульсов и должна быть выражена через 2521-94.jpg и константы электрослабого взаимодействия. Две безразмерные К. в. в теории электрослабого взаимодействия определяются через вершины с участием заряженных токов и нейтральных токов и слабо зависят от импульсов. В простейшей схеме взаимодействия (с одним мультиплетом Хиггса бозонов )они выражаются через К. в. 2521-95.jpg и Вайнбереа угол2521-96.jpgПри этом 2521-97.jpg 2521-98.jpg где 2521-99.jpg

М. В. Терентъев.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "КОНСТАНТА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ" в других словарях:

  • Константа взаимодействия — или константа связи параметр в квантовой теории поля, определяющий силу (интенсивность) взаимодействия частиц или полей. Константа взаимодействия связана с вершинами на диаграмме Фейнмана. Содержание 1 Константа калибровочного взаимодействия …   Википедия

  • константа взаимодействия — константа связи; константа взаимодействия Параметр, характеризующий взаимодействие полей или их самодействие …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • константа взаимодействия — sąveikos konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. interaction constant vok. Wechselwirkungskonstante, f rus. константа взаимодействия, f pranc. constante d’interaction, f …   Fizikos terminų žodynas

  • КОНСТАНТА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ — (константа связи), физ. параметр. характеризующий силу взаимодействия элементарных частиц или полей. По величине К.в. в физике элементарных частиц различают сильное, эл. магн., слабое и гравитац. взаимодействия; они определяются через фундамент.… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • КОНСТАНТА СВЯЗИ — (константа взаимодействия), параметр, характеризующий силу взаимодействия ч ц или полей. К. с. обычно определяется через амплитуду рассеяния двух ч ц при данных (выбранных по соглашению) энергии и передаче импульса. При этом одним из наиб. важных …   Физическая энциклопедия

  • константа связи — константа связи; константа взаимодействия Параметр, характеризующий взаимодействие полей или их самодействие …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • Константа диссоциации — Константа диссоциации  вид константы равновесия, которая показывает склонность большого объекта диссоциировать (разделяться) обратимым образом на маленькие объекты, как например когда комплекс распадается на составляющие молекулы, или когда… …   Википедия

  • Фундаментальные взаимодействия — …   Википедия

  • Слабые взаимодействия —         один из четырёх типов известных фундаментальных взаимодействий между элементарными частицами (три других типа электромагнитное, гравитационное и сильное). С. в. гораздо слабее не только сильного, но и электромагнитного взаимодействий, но… …   Большая советская энциклопедия

  • ИНДЕКС ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДОДДА — выдвинутое С. К. Доддом (1950) уравнение, показывающее взаимодействие в следующем виде: , где К константа; Т отрезок времени (например, сутки или неделя), в пределах которого изменяется взаимодействие, PA и PB численность двух взаимодействующих… …   Экологический словарь

Книги

  • Социология культуры, . Учебное пособие по социологии культуры отражает не только историю становления этой дисциплины, но главным образом последние тенденции развития этой предметной области. Существенное сближение… Подробнее  Купить за 624 руб
Другие книги по запросу «КОНСТАНТА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.