Vuorovaikutusvakio

Vuorovaikutusvakio tai kytkentävakio on kvanttikenttäteoriassa parametri , joka määrittää hiukkasten tai kenttien vuorovaikutuksen voimakkuuden (intensiteetin). Vuorovaikutusvakio liittyy Feynman-kaavion kärkipisteisiin .

Mittarin vuorovaikutusvakio

Mittariteoriassa kytkentäparametri otetaan käyttöön Lagrangin tiheyden yhden ehdon kertoimena : $g$

\frac{1}{{4g^2}}\,G_{\mu\nu}G^{\mu\nu}

missä on mittarikentän tensori . $G_{\mu\nu}$

Dimensioton kytkentävakio määritellään seuraavasti:

\alpha = \frac{g^2}{4\pi\hbar c}

Sähkömagneettinen vuorovaikutus

Sähkömagneettinen vuorovaikutusvakio määrittää virtuaalisen fotoniemissioprosessin kärjen arvon : $\alpha$

e^-\rarr e^-+\gamma

Tämä määrä tunnetaan hienorakennevakiona :

\alpha ={\frac {e^{2}}{4\pi \varepsilon _{0}\hbar c}}=7{,}2973525664(17)\cdot 10^{{-3}}\noin { \frac {1}{137}}

[1] .

Vahva vuorovaikutus

Vuorovaikutusvakio kvanttikromodynamiikassa määrittää kvarkin virtuaalisen gluonin emissioprosessin kärjen arvon : $\alpha_s$

q\rarr q+g

Tämä arvo riippuu voimakkaasti vuorovaikutuksessa olevien hiukkasten energiasta:

$\alpha_s\noin1$ - pitkiä matkoja;
$\alpha_s<1$ - lyhyillä etäisyyksillä.

Ydintasolla pääprosessi on virtuaalisen pionin emissio nukleonin toimesta

N\rarr N+\pi

Tällä tasolla vuorovaikutusvakio on paljon suurempi:

\frac{g_{\pi N}^2}{4\pi\hbar c}=14{,}6

missä on pseudoskalaarinen pioni-nukleoni-vuorovaikutusvakio. $g_{\pi N}$

Heikko vuorovaikutus

Heikko vuorovaikutusvakio ( Fermi-vakio ) määrittää myonin hajoamisprosessin kärjen arvon : $G_{F}$

\mu^-\rarr \nu_\mu+W^-\rarr\nu_\mu + e^-+\tilde{\nu}_e

Yhdenmukaisuuden vuoksi muiden kytkentävakioiden kanssa pienennämme Fermi-vakion dimensioimattomaan muotoon:

\alpha _{W}={\frac {G_{F}^{2}}{\hbar c}}({\frac {\hbar }{m_{p}c}})^{-4 }\noin 1{,}04\cdot 10^{-10}

[2] [3]

Gravitaatiovuorovaikutus

Gravitaatiovuorovaikutuksen intensiteetti määräytyy Newtonin gravitaatiovakion mukaan . Yhdenmukaisuuden vuoksi muiden kytkentävakioiden kanssa vähennämme sen dimensioimattomaan muotoon: $G$

G\frac{m_p^2}{\hbar c}=0{,}53\cdot10^{-38}

[3]

Käynnissä oleva kytkentävakio

Vuorovaikutteisten hiukkasten momentin (aaltomäärän ) kasvaessa kytkentävakion arvo muuttuu. Tälle muutokselle on ominaista beta-funktio : $k$ $\beta(g)$

\beta(g) = \epsilon\,\frac{\partial g}{\partial \epsilon} = \frac{\partial g}{\partial \ln \epsilon},

missä on prosessin energia-asteikko. $\epsilon$

Nykyaikaisten käsitteiden mukaan kaikki Planckin rajan kytkentävakiot konvergoivat yhteiseen rajaan ( Grand Unification ), vakiomallissa vakiot leikkaavat pareittain seuraavilla energioilla:

$\alpha_e = \alpha_w$ 0,1 TeV;
$\alpha_e = \alpha_w = \alpha_s$ 10 13 TeV;
$\alpha_e = \alpha_w = \alpha_s = \alpha_g$ klo 10 16 TeV.

Supersymmetriaa koskevissa teorioissa leikkaus tapahtuu yhdessä pisteessä useille vakioille kerralla, mikä tekee supersymmetria-ideoista erityisen houkuttelevia [4] .

Muistiinpanot

↑ http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Arkistoitu 8. joulukuuta 2013 Wayback Machine Fundamental Physical Constantsissa - täydellinen luettelo
↑ Naumov A.I. Atomiytimen ja alkuainehiukkasten fysiikka. - M., Enlightenment, 1984. - S. 11
↑ 1 2 Tässä kytkentävakioiden vertaamiseen käytetään protonin massaa , koska tämä hiukkanen voi osallistua kaikkiin perusvuorovaikutuksiin
↑ Mitä mielenkiintoista tieteessä tapahtuu: LHC aiheesta "Elements" . Haettu 24. elokuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 18. elokuuta 2011. (määrätön)

Kirjallisuus

R. Marshak , E. Sudershan Johdatus hiukkasfysiikkaan, 1962
Kapitonov Johdatus ydin- ja hiukkasfysiikkaan, 2002

Linkit

Vuorovaikutusvakio - artikkeli Physical Encyclopediasta