1194639578

590

Czwartą i najsłabszą siłą jest grawitacja, z mocą około 10 ³⁹ razy mniejszą od oddziaływań silnych. Wywołuje efekty na dużą skalę gdyż działa zawsze przyciągająco i na duże odległości. Jednak nie obserwuje się jej w skali jąder atomowych.

Wiele cząstek jest „sprzężonych⁴⁴ ze wszystkimi czterema oddziaływaniami. Weźmy na przykład proton. Jest to cząstka oddziaływająca silnie, a ponieważ jest naładowana elektrycznie, musi także „odczuwać⁴⁴ siłę elektromagnetyczną. Może powstać z rozpadu beta neutronu, gdy ten ostatni wyśle ujemnie naładowany elektron i antyneutrino w procesie słabego oddziaływania. Zatem podlega też słabym oddziaływaniom. Wreszcie podobnie jak cała materia proton jest przyciągany siłami grawitacji. Najmniej aktywne jest neutrino, bezpośrednio sprzężone tylko z oddziaływaniami słabymi i grawitacyjnymi. Wraz z innymi leptonami neutrino cieszy się całkowitą nietykalnością ze względu na oddziaływania silne.

Ważną rzeczą, nie wynikającą w sposób oczywisty z poprzednich rozważań, jest to, że siły podstawowe nie tylko mogą wiąząć cząstki. Na przykład gdy dwie cząstki zderzają się i rozbiegają potem w różnych kierunkach (zjawisko to zwie się rozpraszaniem), zachodzi akt oddziaływania. Jeśli cząstka porusza się z dostateczną energią przed uderzeniem w cząstkę spoczywającą, w zderzeniu może powstać nowa cząstka. I tak zderzenie protonu i neutronu może dać w efekcie proton, neutron i nienaładowany pion lub też dwa neutrony i dodatni pion. Zderzenie może wytworzyć również cząstki silnie oddziaływające, cięższe od zderzających się. Właśnie w ten sposób można było przy pomocy urządzeń przyśpieszających cząstki wytworzyć dużą liczbę nowych cząstek, cięższych od protonu czy neutronu. Tak więc siły podstawowe są oddziaływa niami mogącymi rozpraszać, tworzyć, unicestwiać i przekształcać cząstki.

Oddziaływania najbardziej interesujące w fizyce wysokich energii zachodzą, gdy jedna z cząstek oddziałujących porusza się niemal z prędkością światła, to znaczy przebiega ponad 10¹⁰ centymetrów na sekundę. Ponieważ wymiary cząstek są zwykle rzędu 10^-13 centymetra- minimalny czas reakcji jest mniejszy niż 10²³ sekundy dla cząstki wędrującej z prędkością światła. Silne oddziały -wania nazywamy „silnymi⁴⁴ dlatego, że moc ich jest tak wielka, iż nawet w tak krótkim czasie mogą wywołać reakcję. Oddziaływania, elektromagnetyczne będąc stokrotnie słabszymi potrzebują na to czasu mniej więcej 100 razy^r dłuższego, czyli około 10"²¹ sekundy. Procesy rządzone oddziaływaniami słabymi, a więc 10 ¹⁴ razy słabszyuni od silnych, wysmagają zwykle około 10^-9 sekundy.

Prawa zachowania

Gdy niecałe siedem lat temu jeden z obecnych autorów (Gełl-Mann, i E. P. Rosenbaum omawiali na łamach tego czasopisma ’■ cząstki (patrz artykuł Elementary Particie9, Scientific American, lipiec 1957), brali pod uwagę

¹ Chodzi tu o czasopismo Scientific American (przvp. Red.).