Некоторые вопросы только кажутся простыми. Например, – почему притяжение между объектами убывает пропорционально квадрату расстояния между ними? Кажется, – потому что таков закон всемирного тяготения. Так уж получается, что там квадрат радиуса в знаменателе. И отталкиваясь уже от этого, начитается напряжённая работа ума. А точно ли просто с квадратом? Может, всё сложнее, и в уравнении есть другие – не учтённые Ньютоном – члены?
Так, кстати, и выглядит работа ума на холостых оборотах. Потому что правильный вопрос другой: почему закон всемирного тяготения работает именно так?
И на этот вопрос есть ответ. Потому что гравитон не имеет массы покоя и обладает огромным (может быть, бесконечным) временем жизни.
Так же работает и электромагнитное взаимодействие, безмассовый квант которого, – фотон, – стабилен. А поле – поток квантов. Соответственно, электромагнитное взаимодействие потенциально простирается на бесконечность (с поправкой на ограниченность скорости распространения), но интенсивность его, – что бы не имелось ввиду, кулоновские силы, магнитные ли, свет ли, – убывает с квадратом радиуса. Потому что, в такой прогрессии растёт площадь поверхности сферы и падает плотность потока.
С другой стороны, слабое взаимодействие происходит совершенно иначе, нежели электромагнитное или гравитационное. Кванты слабого взаимодействия –W и Z бозоны – обладают колоссальной массой покоя. Масса фотона или гравитона тождественна импульсу, передаваемому от одной частицы к другой, и вопрос, откуда она возьмётся, не возникает, так как речь об обмене массой (полной) между частицами. В случае же слабого взаимодействия нейтрино где-то должен добыть бозон в 80 миллиардов раз массивнее себя.
«Извлечь» W-бозон можно только из виртуального пространства через ворота принципа неопределённости. Когда расстояние между нейтрино и кварком окажется так мало, что при данной дельте координаты неопределённость массы превысит массу бозона, – W появится. Причём, ровно на то время, которое нужно для выполнения задачи. Потом, «взятая в займы» – квантовая механика ставит свои принципы выше принципа сохранения, – масса вернётся в потенциальную форму.
...Таким образом, – в силу свойств кванта, – интенсивность слабого взаимодействия ни с каким радиусом не падает. Эта сила просто либо срабатывает, либо нет. Причём, первое – очень редко. Нейтрино может пролететь сквозь Землю, так и не сблизившись ни с одним из кварков на дистанцию обмена импульсом. Потому взаимодействие и называется «слабым».
И, кстати, о сильном – ядерном – взаимодействии. Раз уж оно одно осталось не рассмотренным. Его интенсивность также не подчиняется закону убывания с квадратом расстояния. Вообще, – вопреки, кажется, всякой логике, на некотором – сравнимым с размерами атомного ядра, – расстоянии сила ядерного взаимодействия экспоненциально растёт, – именно растёт, создавая непреодолимый (без туннелирования) для нуклонов потенциальный барьер. Но потом почти сразу прекращается.
Определяются особенности сильного взаимодействия, опять-таки, свойством кванта. С одной стороны, глюоны, подобно фотонам, не имеют массы покоя, а значит, могут быть использованы без ограничений – по потребности. С другой же – обладают крошечным временем жизни. Наконец, с третьей – в отличие от фотонов, гравитонов и W-Z бозонов, – глюоны взаимодействуют между собой. Эту особенность нужно подчеркнуть особо. Фотон – переносит электромагнитное взаимодействие, но сам к нему не способен. По одному оптическому проводнику можно пустить два встречных потока фотонов, – что и делается, – и они сталкиваться не будут. Фотон с фотоном теоретически должен взаимодействовать гравитационно, но наблюдать это нельзя.
...А глюоны, будучи переносчиками сильного взаимодействия, сами ему подвержены. То есть, взаимодействуют между собой, путём обмена глюонами же. Чем ещё, если сильное взаимодействие переносится глюоном? Но глюоны переносящие его между глюонами, тоже глюоны, а значит, участвуют в сильном взаимодействии… И родят ещё новые глюоны. Таким образом, популяция глюонов со временем, – а значит, с расстоянием, – растёт экспоненциально, с нарастающей силой заталкивая кварки в нуклон, а нуклон обратно в ядро.
И так до тех пор, пока крошечное время жизни глюонов не истечёт. Нуклон может покинуть ядро, если переданный ему извне импульс достаточно велик, чтобы «перевесить» массу успевающих родиться глюонов. За пределами же ядра ядерные силы стремительно идут на убыль, так как поле – всё-равно поток частиц, и плотность этого потока в случае глюонов убывает по экспоненте по мере их «вымирания».