- Константа взаимодействия
-
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
Константа калибровочного взаимодействия
В калибровочной теории параметр связи
вводится как коэффициент у одного из членов плотности лагранжиана:
,
где
— тензор калибровочного поля.
Безразмерная константа связи определяется как:
.
Электромагнитное взаимодействие
Электромагнитная константа взаимодействия
определяет значение вершины процесса испускания виртуального фотона:
.
Эта величина известна как постоянная тонкой структуры:
[1].
Сильное взаимодействие
Константа взаимодействия в квантовой хромодинамике
определяет значение вершины процесса испускания кварком виртуального глюона:
.
Эта величина сильно зависит от энергии взаимодействующих частиц:
— на больших расстояниях;
— на малых расстояниях.
На ядерном уровне основным процессом является испускание нуклоном виртуального пиона
.
На этом уровне константа взаимодействия значительно больше:
,
где
— константа псевдоскалярного пион-нуклонного взаимодействия.
Слабое взаимодействие
Константа слабого взаимодействия
(постоянная Ферми) определяет значение вершины процесса распада мюона:
.
Для единообразия с другими константами связи приведём постоянную Ферми к безразмерному виду:
Гравитационное взаимодействие
Интенсивность гравитационного взаимодействия определяется гравитационной постоянной Ньютона
. Для единообразия с другими константами связи приведём её к безразмерному виду:
Бегущая константа связи
При увеличении импульсов (волновых чисел
) взаимодействующих частиц значение константы связи меняются. Это изменение характеризуется бета-функцией
:
где
— энергетический масштаб процесса.
Согласно современным представлениям все константы связи в планковском пределе сходятся к общему пределу (Великое объединение), в Стандартной модели константы пересекаются попарно при следующих энергиях:
при 0,1 ТэВ;
при 1013 ТэВ;
при 1016 ТэВ.
В теориях, вовлекающих суперсимметрию, пересечение происходит в одной точке сразу для нескольких констант, что делает идеи суперсимметрии особо привлекательными [3].
Примечания
- ↑ http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?alph CODATA Value: fine-structure constant
- ↑ 1 2 Здесь для сравнения констант связи используется масса протона, так как эта частица может участвовать во всех фундаментальных взаимодействиях
- ↑ Что интересного происходит в науке: LHC на "Элементах"
Литература
- Р. Маршак, Э. Судершан Введение в физику элементарных частиц, 1962
- Капитонов Введение в физику ядра и частиц, 2002
Ссылки
- Константа взаимодействия — статья из Физической энциклопедии
Категории:- Квантовая теория поля
- Физические константы
Wikimedia Foundation. 2010.