強相互作用

強相互作用

正文

強子-內部結構表

自然界四種基本相互作用中最強的一種。最早研究的強相互作用是核子（質子或中子）之間的核力，它是使核子結合成原子核的作用。自1947年發現與核子作用的π介子以後,實驗陸續發現了幾百種有強相互作用的粒子，這些粒子統稱為強子。
強相互作用與其他相互作用相比有如下一些特點：①強度大。電磁相互作用的強度可以用一個稱為精細結構常數的量來表示,這裡e是電子的電荷,2π媡是普朗克常數,с是光速。如果強相互作用也用一個與電荷e對應的量e來描述,則g2 /4π媡с約為1～10。因此強相互作用比電磁相互作用強102 ～103 倍。②強相互作用不像引力和電磁作用那樣是長程力而是短程力。但是它的力程比弱相互作用的力程長，約為10-13 cm。大約等於原子核中核子間的距離。③強相互作用比其他三種基本作用有更大的對稱性，也就是說，在強相互作用中有更多的守恆定律（見對稱性和守恆律）。除實驗中還沒有發現破壞的能量、動量、角動量、電荷、重子數和輕子數守恆外，強作用還有在弱作用或電磁作用中被破壞的宇稱、C 宇稱、同位鏇、奇異數守恆及粲數和底數守恆。除此以外,強作用還有一些近似的對稱性，如SU(3)味對稱和手征對稱性。④20世紀70年代以來，在深度非彈性散射等一系列高能量實驗中發現一些新現象，藉助於一些理論分析，它們可解釋為強作用在短距離(小於10-14 cm)處隨距離減小而變弱。

膠子-內部結構模型圖

對強相互作用本質的了解長期以來是物理學中的困難問題。人們曾經提出過許多處理強作用的理論和方法，它們取得的成就都很有限。原因之一是理論中沒有小參量，因而找不到可靠的近似方法。人們由強子的夸克模型和規範場的概念出發提出量子色動力學。在這個理論中，強作用是組成強子的夸克之間通過一些稱為膠子的規範粒子場傳遞的作用。這個理論有在小距離處作用變弱的性質。它已取得一些成就，被認為是有希望的強作用基本理論。

配圖

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