Найти в Дзене

Часть 1.9. Переносчиков взаимодействий не существует. Как же осуществляется взаимодействие между элементарными частицами?

Когда приводят классификацию элементарных частиц, то обычно выделяют лептоны, адроны и калибровочные бозоны. К лептонам относится электрон, мюон и тау-лептон. Это точечные фундаментальные частицы, имеющие отрицательный заряд. Электрон является стабильной частицей, время жизни мюона 2,2*10^-6 c, время жизни тау-лептона 2,9*10^-13 c. Адроны – это элементарные частицы, состоящие из кварков. Адроны принято подразделять на барионы и мезоны. Барионы – это частицы, состоящие из трёх кварков. К ним относятся протоны и нейтроны, которые называют нуклонами. Нуклоны являются стабильными частицами (или с большим временем жизни). Мезоны состоят из двух кварков (один кварк и один антикварк). Все мезоны являются короткоживущими частицами. Поэтому нет ничего удивительного в том, что всё вещество состоит из самых легких стабильных барионов (нуклонов) и электронов. Обособленную группу элементарных частиц составляют калибровочные бозоны. В физике элементарных частиц калибровочные бозоны — это бозоны, кот

Когда приводят классификацию элементарных частиц, то обычно выделяют лептоны, адроны и калибровочные бозоны.

К лептонам относится электрон, мюон и тау-лептон. Это точечные фундаментальные частицы, имеющие отрицательный заряд. Электрон является стабильной частицей, время жизни мюона 2,2*10^-6 c, время жизни тау-лептона 2,9*10^-13 c.

Адроны – это элементарные частицы, состоящие из кварков. Адроны принято подразделять на барионы и мезоны. Барионы – это частицы, состоящие из трёх кварков. К ним относятся протоны и нейтроны, которые называют нуклонами. Нуклоны являются стабильными частицами (или с большим временем жизни). Мезоны состоят из двух кварков (один кварк и один антикварк). Все мезоны являются короткоживущими частицами.

Поэтому нет ничего удивительного в том, что всё вещество состоит из самых легких стабильных барионов (нуклонов) и электронов.

Классификация элементарных частиц
Классификация элементарных частиц

Обособленную группу элементарных частиц составляют калибровочные бозоны.

В физике элементарных частиц калибровочные бозоны — это бозоны, которые действуют как переносчики фундаментальных взаимодействий. Точнее, элементарные частицы, взаимодействия которых описываются калибровочной теорией, оказывают действие друг на друга при помощи обмена калибровочными бозонами, обычно как виртуальными частицами.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Калибровочные_бозоны

Самым известным из калибровочных бозонов является фотон. Более-менее изученными являются W и Z бозоны, принимающие участие в слабом взаимодействии. Совсем непонятными по структуре и природе являются глюоны, ответственные за сильные взаимодействия между кварками. И вообще лишь гипотетически рассматривается возможность существования гравитонов, ответственных за гравитационное взаимодействие.

-2

Очень часто встречается мнение, что калибровочные бозоны ответственны за определенное фундаментальное взаимодействие и являются переносчиками этого взаимодействия.

С моей точки зрения такая формулировка является ошибочной с методологической точки зрения. Прежде всего, никакие частицы не могут являться переносчиками взаимодействий. Взаимодействия не переносятся. Взаимодействия осуществляются.

Я уже говорил в комментариях к предыдущим публикациям, что разве что о насекомых можно говорить, что они являются переносчиками инфекций и заразы. Других переносчиков в природе нет. При этом сам процесс переноса вполне понятен. Есть некий объект, представляющий собой источник инфекции или заразы. Насекомые захватывают этот объект и переносят его в другое место. Они в данном случае являются переносчиками этого объекта.

Но любое взаимодействие не является объектом. Это процесс. Поэтому взаимодействие нельзя перенести в какое-либо место с помощью чего-либо. Поэтому о калибровочных бозонах нельзя говорить, что они являются переносчиками взаимодействий. Скорее всего, это образное выражение, которое некорректно используется и интерпретируется популяризаторами науки.

О калибровочных бозонах можно говорить, как об участниках или посредниках при фундаментальных взаимодействиях. Так, все видоизменения частиц при электромагнитных взаимодействиях происходят через промежуточную частицу – фотон. Например, рождение мюонов при столкновении электрона с позитроном.

Диаграмма Фейнмана для рождения мюонов при столкновении электрона с позитроном.
Диаграмма Фейнмана для рождения мюонов при столкновении электрона с позитроном.

Аналогичным образом, все преобразования частиц при слабом взаимодействии происходят через промежуточные частицы – калибровочные W и Z бозоны. Например, распад нейтрона, в результате которого образуется протон, электрон и электронное антинейтрино.

-4

Таким образом, о калибровочных бозонах правильнее говорить как о виртуальных промежуточных частицах фундаментальных взаимодействий. Но к передаче и распространению самих фундаментальных взаимодействий калибровочные бозоны никакого отношения не имеют.

Все фундаментальные взаимодействия имеют схожую природу. Более ста лет назад Эйнштейн разработал общую теорию относительности, в которой показал, что природа гравитации связана и объясняется искривлением четырехмерного пространства-времени. Поэтому можно предположить, что и прочие фундаментальные взаимодействия являются проявлением деформации соответствующих размерностей многомерного пространства. В наиболее популярной в настоящее время теории струн рассматривается пространство, имеющее 11 размерностей.

Поэтому калибровочные бозоны можно рассматривать как некую специфическую деформацию пространства, некое энергетическое возбуждение пространства, как виртуальную частицу, которая образуется при взаимодействии элементарных частиц и является короткоживущей, неким промежуточным состоянием, которое трансформируется в иную комбинацию элементарных частиц. Так происходит взаимодействие и преобразование элементарных частиц. Через промежуточное состояние, называемое калибровочным бозоном.