Открыть главное меню

Константа взаимодействия

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.

Содержание

Константа калибровочного взаимодействияПравить

В калибровочной теории параметр связи   вводится как коэффициент у одного из членов плотности лагранжиана:

 ,

где   — тензор калибровочного поля.

Безразмерная константа связи определяется как:

 .

Электромагнитное взаимодействиеПравить

Электромагнитная константа взаимодействия   определяет значение вершины процесса испускания виртуального фотона:

 .

Эта величина известна как постоянная тонкой структуры:

 [1].

Сильное взаимодействиеПравить

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 взаимодействиеПравить

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

 .

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

 [2][3]

Гравитационное взаимодействиеПравить

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

 [3]

Бегущая константа связиПравить

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[4].

ПримечанияПравить

  1. http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Fundamental Physical Constants — Complete Listing
  2. Наумов А. И. Физика атомного ядра и элементарных частиц. — М., Просвещение, 1984. — С. 11
  3. 1 2 Здесь для сравнения констант связи используется масса протона, так как эта частица может участвовать во всех фундаментальных взаимодействиях
  4. Что интересного происходит в науке: LHC на «Элементах»

ЛитератураПравить

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

СсылкиПравить