Константа взаимодействия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

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.

Константа калибровочного взаимодействия[править | править вики-текст]

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[править | править вики-текст]

Электромагнитная константа взаимодействия определяет значение вершины процесса испускания виртуального фотона:

.

Эта величина известна как постоянная тонкой структуры:

[1].

Сильное взаимодействие[править | править вики-текст]

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[править | править вики-текст]

Константа слабого взаимодействия (постоянная Ферми) определяет значение вершины процесса распада мюона:

.

Для единообразия с другими константами связи приведём постоянную Ферми к безразмерному виду:

[2]

Гравитационное взаимодействие[править | править вики-текст]

Интенсивность гравитационного взаимодействия определяется гравитационной постоянной Ньютона . Для единообразия с другими константами связи приведём её к безразмерному виду:

[2]

Бегущая константа связи[править | править вики-текст]

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[править | править вики-текст]

  1. http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Fundamental Physical Constants — Complete Listing
  2. 1 2 Здесь для сравнения констант связи используется масса протона, так как эта частица может участвовать во всех фундаментальных взаимодействиях
  3. Что интересного происходит в науке: LHC на "Элементах"

Литература[править | править вики-текст]

  • Р. Маршак, Э. Судершан Введение в физику элементарных частиц, 1962
  • Капитонов Введение в физику ядра и частиц, 2002

Ссылки[править | править вики-текст]