Найти тему
Немного философии

О сильном взаимодействии

Рассматривая Процессную модель было сказано о том, что в ней определено лишь два вида взаимодействия - гравитационное и электромагнитное. Ещё два взаимодействия, а именно сильное и слабое, в этой модели отсутствуют, так как в этом нет необходимости. Сейчас постараемся объяснить причину этого, для начала, на примере сильного взаимодействия.

Как всегда, обратимся к определению из википедии, чтобы определиться с тем, что понимается под сильным взаимодействии в настоящий момент:

Сильное ядерное взаимодействие - одно из четырёх фундаментальных взаимодействий в физике. В сильном взаимодействии участвуют кварки и глюоны, соответствующие им античастицы и составленные из них частицы, называемые адронами. Оно действует в масштабах порядка размера атомного ядра и менее, отвечая за связь между кварками в адронах и за притяжение между нуклонами в ядрах.

Необходимость введения понятия сильных взаимодействий возникла в 1930-х годах, когда стало ясно, что ни явление гравитационного, ни явление электромагнитного взаимодействия не могли ответить на вопрос, что связывает нуклоны в ядрах. В 1935 году японский физик Х. Юкава построил первую количественную теорию взаимодействия нуклонов, происходящего посредством обмена новыми частицами, которые сейчас известны как пи-мезоны (или пионы).

Итак, необходимость в новом взаимодействии является следствием того, что в понятиях теории поля нет возможности объяснить связь нуклонов в ядрах атома не иначе, как только посредством этого самого нового взаимодействия. Отсюда следует, что если мы не опираемся на полевой подход при рассмотрении взаимодействий между частицами, то объяснять связь между ними следует основываясь на иных принципах.

Процессная модель электрона, образуемого тремя партонами
Процессная модель электрона, образуемого тремя партонами

В первую очередь обратимся к тому факту, что основополагающим в понятии взаимодействие в Процессной модели определён подход общей теории относительности, в котором основную роль играет само пространство-время. Именно искривления пространства-времени, которые возникают как результат присутствия в этой субстанции массы либо заряда и приводят, условно говоря, к возникновению сил притяжения или отталкивания.

Во вторую очередь необходимо учитывать, что в случае с ядрами атомов либо с самими нуклонами речь не идёт о взаимодействии как таковом. Тут правильнее будет говорить об образовании неких форм материи, представляющих собой очень сложные, крупные конгломераты, состоящие из менее сложных сущностей. Лучшим доказательством этому как раз и служит сформированное в настоящий момент представление о нуклонах, как совокупности кварков. Сами кварки в нашем случае точно так же следует представлять как совокупность партонов, то есть ещё более простых форм материи. Анимация условной визуализации того, как может выглядеть процесс сосуществования партонов в форме, определяемой как электрон, в этой статье как раз и представлена. Совершенно аналогичным образом будут выглядеть процессы и для двух типов кварков и нейтрино. Разница лишь в том, что тройка партонов в них состоит из различающейся комбинации партона и антипартона.

Более крупный объект на визуализации - это проглюон. Он представляет собой сущность, состоящую из двух партонов. Процесс сосуществования в этом случае двух партонов может быть интересен тем, что в нём проявляется внутренняя сущность непосредственно самих партонов, которые непрерывно исчезают и вновь образуются, но при этом сохраняя между собой связь в единой форме проглюона. То есть тут можно наблюдать, что партон тоже состоит из ещё более простых форм энергии. Такой же принцип взаимодействия распространяется и на все формы материи в сторону усложнения. В том числе на взаимодействие кварков и образование ими нуклонов.

Визуализация процесса взаимодействия двух партонов
Визуализация процесса взаимодействия двух партонов

С усложнением сущностей происходит сглаживание флуктуаций нитей времени или, другими словами, кванты времени внутренних процессов, синхронизируясь между собой, всё более и более приобретают выраженную длительность. Для уровня фермионов и ниже каким-либо способом "увидеть" визуализированные тут процессы не представляется возможным. Однако уже на уровне нуклонов, при "рассмотрении" их кваркового состава, можно наблюдать квантовую пену:

Квантовая пена (также известная как пена пространства-времени или пузырь пространства-времени) - это квантовая флуктуация пространства-времени в очень малых масштабах, обусловленная квантовой механикой. Материя и антиматерия постоянно создаются и разрушаются. Эти субатомные объекты называются виртуальными частицами.

Речь идёт о том, что рассматривая протон или нейтрон, как утверждает современная физика, можно наблюдать динамическую картину. Кроме основного трио кварков в них присутствует большое количество пар кварк-антикварк, а так же глюонов, возникающих из небытия и вновь исчезающих. Именно подобное состояние и именуется квантовой пеной.

Однако, если включить в эту картину такой показатель, как время, то всё можно интерпретировать несколько иначе. Ведь все мы видели кадры вращения винта самолёта, которые за счёт стробоскопического эффекта могут показаться нам очень интересными. То они вращаются в одну сторону, то в другую. При этом можно наблюдать сами винты, которые при большой скорости вращения с позиции нашего зрения становятся просто неким диском.

Визуализация кваркового строения протона
Визуализация кваркового строения протона

Как сказал один из героев фильма "Земля Санникова" Евгений Крестовский:

Нечто подобное, господа, я наблюдал в Турции - гудело, гудело... а потом как трахнет!! И Стамбул в руинах!

Так вот, нечто подобное мы и наблюдаем в случае с кварковым представлением нуклонов. Время таких форм материи ещё сохраняет свою квантовую структуру, но в ней уже можно "увидеть" отдельные кадры, содержащие основное трио кварков, так как они, как винты пропеллера, главные участники процесса. Все виртуальные частицы оказываются теми временными событиями, что будут как бы между кадрами, хотя они полноправные участники общего процесса. Это говорит о том, что реально всей истинной картины мы не видим. В кадр не попадает, допустим, факт слияния кварков, хотя некий виртуальный глюон мы всё же наблюдаем, ну и т.п.

А далее, сравнивая данную визуализацию кваркового строения протона с ранее представленной визуализацией электрона в рамках Процессной модели можно видеть, что в определённой мере они всё же схожи, хотя в основе каждого из них лежат совершенно разные механизмы "взаимодействия".

Главный вывод здесь состоит в том, что обосновать некое явление на самом деле можно несколькими способами. В нашем конкретном случае речь идёт о том, что не обязательно для объяснения существования неких форм материи применять к ним понятие взаимодействия. Достаточно в рамках процессов интерпретировать совместное сосуществование неких сущностей в форме более сложной сущности, что и было сделано в Процессной модели.

О слабом взаимодействии пойдёт речь в следующей статье.

Наука
7 млн интересуются