Взаимодействие (в физике)

Определение "Взаимодействие (в физике)" в Большой Советской Энциклопедии

Взаимодействие в физике, воздействие тел или частиц друг на друга, приводящее к изменению состояния их движения. В механике Ньютона взаимное действие тел друг на друга количественно характеризуется силой. Более общей характеристикой Взаимодействие (в физике) является потенциальная энергия. Первоначально в физике утвердилось представление о том, что Взаимодействие (в физике) между телами может осуществляться непосредственно через пустое пространство, которое не принимает никакого участия в передаче Взаимодействие (в физике); при этом передача Взаимодействие (в физике) происходит мгновенно. Так, считалось, что перемещение Земли должно сразу же приводить к изменению силы тяготения, действующей на Луну. В этом состояла так называемая концепция дальнодействия. Однако эти представления были оставлены, как не соответствующие действительности после открытия и исследования электромагнитного поля. Было доказано, что Взаимодействие (в физике) электрически заряженных тел осуществляется не мгновенно и перемещение одной заряженной частицы приводит к изменению сил, действующих на др. частицы, не в тот же момент, а лишь спустя конечное время. В пространстве между частицами происходит некоторый процесс, который распространяется с конечной скоростью. Соответственно имеется «посредник», осуществляющий Взаимодействие (в физике) между заряженными частицами. Этот посредник был назван электромагнитным полем. Каждая электрически заряженная частица создаёт электромагнитное поле, действующее на другие частицы. Скорость распространения электромагнитного поля равна скорости света в пустоте: ~ 300 000 км/сек. Возникла новая концепция — концепция близкодействия, которая затем была распространена и на любые другие Взаимодействие (в физике) Согласно этой концепции, Взаимодействие (в физике) между телами осуществляются посредством тех или иных полей, непрерывно распределённых в пространстве. Так, всемирное тяготение осуществляется гравитационным полем.

После появления квантовой теории поля представление о Взаимодействие (в физике) существенно изменилось. Согласно этой теории, любое поле состоит из частиц — квантов этого поля. Каждому полю соответствуют свои частицы. Например, квантами электромагнитного поля являются фотоны. Заряженные частицы непрерывно испускают и поглощают фотоны, которые и образуют окружающее их электромагнитное поле. Электромагнитное Взаимодействие (в физике) в квантовой теории поля является результатом обмена частиц фотонами, т. е. фотоны являются переносчиками этого Взаимодействие (в физике) Аналогично, другие виды Взаимодействие (в физике) возникают в результате обмена частиц квантами соответствующих полей (см. Квантовая теория поля).

Несмотря на разнообразие воздействий тел друг на друга (зависящих от Взаимодействие (в физике) слагающих их элементарных частиц), в природе по современным данным имеется лишь четыре типа фундаментальных Взаимодействие (в физике) Это (в порядке возрастания интенсивности Взаимодействие (в физике)): гравитационные Взаимодействие (в физике) (см. Тяготение), слабые взаимодействия (отвечающие за распады элементарных частиц), электромагнитные взаимодействия, сильные взаимодействия (обеспечивающие, в частности, связь частиц в атомных ядрах: ядерные силы возникают благодаря тому, что протоны и нейтроны обмениваются частицами ядерного поля — пи-мезонами). Интенсивности Взаимодействие (в физике) определяются так называемыми константами связи (в частности, для электромагнитных Взаимодействие (в физике) константой связи является электрический заряд).

Современная квантовая теория электромагнитных Взаимодействие (в физике) превосходно описывает все известные электромагнитные явления. Количественная теория сильных и слабых Взаимодействие (в физике) пока не построена. В обычных гравитационных Взаимодействие (в физике) тел квантовые эффекты считаются несущественными.

Кроме перечисленных силовых Взаимодействие (в физике), в системах, состоящих из одинаковых частиц (которые, согласно одному из принципов квантовой механики — тождественности принципу, являются неразличимыми), появляются специфические несиловые Взаимодействие (в физике), не зависящие от констант связи. Так, частицы с полуцелым спином испытывают эффективное отталкивание (в соответствии с Паули принципом), а частицы с целым спином, напротив, — эффективное притяжение (см. Статистическая физика, раздел Квантовая статистика). Эти несиловые Взаимодействие (в физике) могут также приводить к изменению силовых Взаимодействие (в физике) между частицами (см. Обменное взаимодействие).
Лит.: Григорьев Взаимодействие (в физике) И., Мякишев Г. Я., Силы в природе, 3 изд., М., 1969.
  Г. Я. Мякишев