Заряд - константа взаимодействия

Первое различие состоит вот в чем. При испускании заряженных л-мезонов происходит превращение частиц-источников. Это уже нечто совершенно новое по сравнению с электромагнитным взаимодействием.

Мы можем сказать, что процессы ядерного (или, иначе говоря, сильного) взаимодействия сопровождаются, вообще говоря, взаимным превращением частиц. Этого не происходит в единственном случае: когда испущенным или поглощенным является нейтральный π-мезон. Во всех остальных случаях ядерные взаимодействия связаны не только с изменением состояния движения, но и с изменением сорта частиц.

И в этом свете ядерный заряд выступает как количественное мерило того, как часто, с какой интенсивностью протекают эти взаимные превращения, эти трансмутации.

Здесь, однако, подчеркнутая нами сторона дела выступает еще не очень ярко. Уж очень много сходного между протоном и нейтроном. Если бы вдруг «выключились» электромагнитные взаимодействия, то их вообще невозможно было бы отличить друг от друга. Поэтому часто говорят, что это не разные частицы, а разные «зарядовые состояния» одной и той же частицы. Но сильные взаимодействия типичны не для одних нуклонов. Сильно взаимодействуют и гипероны (частицы тяжелее нейтрона и протона, обозначаемые как Λ-, Σ– и Ξ-частицы), а также К-мезоны. Здесь уже вполне ярко проявляется та черта сильных взаимодействий, что они связаны с превращением одних частиц в другие.

Наконец, слабые взаимодействия. Они редко ассоциируются у физиков с представлением о чем-то, хотя бы отдаленно напоминающем силовые воздействия. И «заряд» здесь называют, как правило, просто «константой слабых взаимодействий», как бы подчеркивая, что по своему смыслу он очень далек от классического аналога.

Точно так же, впрочем, вместо электрического заряда можно говорить о константе электромагнитных взаимодействий. В случае ядерных сил физики уже давно предпочитают говорить о константе сильных взаимодействий, а не о ядерном или мезонном заряде. Константа слабого взаимодействия по праву стоит в одном ряду с величинами, характеризующими в квантовой теории другие взаимодействия. Ведь в этой теории любая константа взаимодействия (начнем привыкать к этому термину, замещающему термин «заряд») определяет, насколько быстро идут превращения одних частиц в другие. Константа электромагнитных взаимодействий — превращения любых заряженных частиц в те же частицы (но с измененным состоянием движения) плюс фотон. Константа ядерных взаимодействий — взаимные превращения барионов с участием π- и К-мезонов. Наконец, «слабый заряд», константа слабых взаимодействий, подобно предыдущим величинам описывает интенсивность протекания превращений с участием нейтрино (и антинейтрино). Мы увидим дальше, что ее роль этим не исчерпывается, но не будем забегать вперед.