Interakciós állandó

A kölcsönhatási állandó vagy a csatolási állandó egy olyan paraméter a kvantumtérelméletben , amely meghatározza a részecskék vagy mezők kölcsönhatásának erősségét (intenzitását). Az interakciós állandó a Feynman-diagram csúcsaihoz kapcsolódik .

Mérő kölcsönhatási állandó

A szelvényelméletben a csatolási paramétert a Lagrange - sűrűség egyik tagjának együtthatójaként vezetjük be : $g$

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

hol van a mérőmezőtenzor . $G_{\mu\nu}$

A dimenzió nélküli csatolási állandó meghatározása a következő:

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

Elektromágneses kölcsönhatás

Az elektromágneses kölcsönhatási állandó határozza meg a virtuális foton -emissziós folyamat csúcsának értékét : $\alpha$

e^-\rarr e^-+\gamma

Ezt a mennyiséget finomszerkezeti állandónak nevezzük :

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

[1] .

Erős interakció

A kvantumkromodinamika kölcsönhatási állandója határozza meg a virtuális gluon kvark általi kibocsátási folyamatának csúcsának értékét : $\alpha_s$

q\rarr q+g

Ez az érték erősen függ a kölcsönhatásban lévő részecskék energiájától:

$\alpha_s\approx1$ - nagy távolságokon;
$\alpha_s<1$ - rövid távolságokon.

A nukleáris szinten a fő folyamat egy virtuális pion nukleon általi kibocsátása

N\rarr N+\pi

Ezen a szinten az interakciós állandó sokkal nagyobb:

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

ahol a pszeudoszkaláris pion-nukleon kölcsönhatási állandó. $g_{\pi N}$

Gyenge interakció

A gyenge kölcsönhatási állandó ( Fermi-állandó ) határozza meg a müonbomlási folyamat csúcsának értékét : $G_{F}$

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

A többi csatolási állandóval való egységesség érdekében a Fermi-állandót dimenzió nélküli formára redukáljuk:

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

[2] [3]

Gravitációs kölcsönhatás

A gravitációs kölcsönhatás intenzitását Newton gravitációs állandója határozza meg . A többi csatolási állandóval való egységesség érdekében dimenzió nélküli formára redukáljuk: $G$

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

[3]

Futó csatolási állandó

A kölcsönható részecskék momentumának (hullámszámának ) növekedésével a csatolási állandó értéke megváltozik. Ezt a változást egy béta függvény jellemzi : $k$ $\beta(g)$

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

hol van a folyamat energiaskálája. $\epsilon$

A modern koncepciók szerint a Planck -határban minden csatolási állandó egy közös határértékhez konvergál ( Grand Unification ), a Standard Modellben az állandók páronként metszik egymást a következő energiákkal:

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

A szuperszimmetriával foglalkozó elméletekben a metszéspont egyszerre több konstans esetén is előfordul, ami különösen vonzóvá teszi a szuperszimmetria elképzeléseit [4] .

Jegyzetek

↑ http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Archiválva : 2013. december 8., a Wayback Machine Fundamental Physical Constants - Teljes lista
↑ Naumov A.I. Az atommag és az elemi részecskék fizikája. - M., Felvilágosodás, 1984. - S. 11
↑ 1 2 Itt a csatolási állandók összehasonlításához a proton tömegét használjuk , mivel ez a részecske minden alapvető kölcsönhatásban részt vehet
↑ Ami érdekes a tudományban: LHC az "Elements"-en . Letöltve: 2011. augusztus 24. Az eredetiből archiválva : 2011. augusztus 18.. (határozatlan)

Irodalom

R. Marshak , E. Sudershan Bevezetés a részecskefizikába, 1962
Kapitonov Bevezetés az atommag- és részecskefizikába, 2002

Linkek

Interakciós állandó - cikk a Physical Encyclopedia -ból