Pitkä ja lyhyt kantama (tai lyhyt kantama) ovat kaksi klassisen fysiikan käsitettä, jotka taistelivat muodostumisensa kynnyksellä.
Pitkän kantaman toiminta on käsite, jonka mukaan ruumiit vaikuttavat toisiinsa ilman aineellisia välikäsiä, tyhjyyden kautta, millä tahansa etäisyydellä. Tällainen vuorovaikutus tapahtuu äärettömän suurella nopeudella (mutta noudattaa tiettyjä lakeja). Esimerkkinä voimasta, jota pidettiin yhtenä esimerkeistä suorasta vaikutuksesta etäisyydellä, voidaan pitää Newtonin klassisen painovoimateorian universaalin gravitaatiovoimana , kahden sähkövarauksen Coulombin vuorovaikutuksen voimana ennen Maxwellin luomista. teoria [1] ja magneettiset voimat Weberin ja muiden sähkömagnetismiteorioissa, jotka kilpailivat Maxwellin teorian kanssa.
Lyhyen kantaman toiminta (tai lyhyen kantaman toiminta) on käsite, jonka mukaan vuorovaikutukset välittyvät erityisten materiaalivälittäjien avulla ja rajallisella nopeudella. Esimerkiksi sähkömagneettisten vuorovaikutusten tapauksessa tällainen välittäjä on valonnopeudella etenevä sähkömagneettinen kenttä .
Nykyaikaisessa fysiikassa näitä käsitteitä käytetään joskus eri merkityksessä, nimittäin pitkän kantaman kenttiä kutsutaan gravitaatio- ja sähkömagneettisiksi (ne noudattavat käänteistä neliölakia klassisessa rajassa ) ja lyhyen kantaman kenttiä, joissa on vahva ja heikko vuorovaikutus, jotka putoavat nopeasti etäisyyden myötä suurissa mittakaavassa, ja siksi ne näkyvät vain pienillä etäisyyksillä hiukkasten välillä.
Perusteellista eroa nykypäivän lyhyen kantaman teorian välillä voidaan tarkastella kahden pistehiukkasen vuorovaikutuksen esimerkin avulla. Lyhyen kantaman toiminnan käsite olettaa, että tämän vuorovaikutuksen prosessissa hiukkanen A emittoi toisen hiukkasen - C, kun taas sen nopeus ja liikemäärä muuttuvat säilymislakien mukaan . Hiukkasen C absorboi hiukkanen B, mikä puolestaan johtaa viimeksi mainitun liikemäärän ja nopeuden muutokseen. Tämän seurauksena syntyy illuusio hiukkasten A ja B suorasta vaikutuksesta toisiinsa.
Modernissa fysiikassa aine on selkeästi jaettu hiukkasiin - vuorovaikutuksen osallistujiin (tai lähteisiin) (kutsutaan aineeksi ) ja hiukkasiin - vuorovaikutuksen kantajiin (kutsutaan kenttäkvanteiksi ). Neljästä perustavanlaatuisen vuorovaikutuksen tyypistä kolme on saanut luotettavan kokeellisen vahvistuksen kantajahiukkasten olemassaolosta - vahva , heikko ja sähkömagneettinen vuorovaikutus. Gravitaatiovuorovaikutuksen kantajien - ns. gravitonien - havaitseminen yksittäisinä hiukkasina tekniikan nykytasolla on ongelmallista. Niiden olemassaolo ennustetaan joissakin yleisen suhteellisuusteorian kvanttilaajennuksissa ja muissa kvanttigravitaation teorioissa . Syyskuussa 2015 LIGO -observatorion kahdella kaksoisdetektorilla havaittiin gravitaatioaallot . Niiden leviäminen osoittautui yhteensopivaksi massattoman gravitonin kanssa ja nopeuden arvioitiin olevan yhtä suuri kuin valon nopeus [2] .
Tärkeä ero lyhyen kantaman vuorovaikutuksen teorian ja pitkän kantaman vuorovaikutuksen teorian välillä on vuorovaikutusten (kenttien, hiukkasten) maksimietenemisnopeus, joka on sama kuin valon nopeus .