**Канстанта ўзаемадзеяння** або **канстанта сувязі** — параметр у квантавай тэорыі поля, які вызначае сілу (інтэнсіўнасць) узаемадзеяння часціц або палёў. Канстанта ўзаемадзеяння звязана з вяршынямі на дыяграме Фейнмана.

Канстанта калібравальнага ўзаемадзеяння
---------------------------------------

У калібровачнай тэорыі параметр сувязі {\displaystyle g} уводзіцца як каэфіцыент ў аднаго з членаў шчыльнасці лагранжыяну:

{\displaystyle {\frac {1}{4g^{2}}}\,G\_{\mu \nu }G^{\mu \nu }},
дзе {\displaystyle G\_{\mu \nu }} — тэнзар калібравальнага поля.

Безразмерная канстанта сувязі вызначаецца так:

{\displaystyle \alpha ={\frac {g^{2}}{4\pi \hbar c}}}.

Электрамагнітнае ўзаемадзеянне
------------------------------

Электрамагнітная канстанта ўзаемадзеяння {\displaystyle \alpha } вызначае значэнне вяршыні працэсу выпускання віртуальнага фатона:

{\displaystyle e^{-}\rightarrow e^{-}+\gamma }.
Гэтая велічыня вядомая як пастаянная тонкай структуры:

{\displaystyle \alpha ={\frac {e^{2}}{4\pi \varepsilon \_{0}\hbar c}}=7{,}2973525698(24)\cdot 10^{-3}\approx {\frac {1}{137}}}.

Моцнае ўзаемадзеянне
--------------------

Канстанта ўзаемадзеяння ў квантавай хромадынаміцы {\displaystyle \alpha \_{s}} вызначае значэнне вяршыні працэсу выпускання кваркам віртуальнага глюона:

{\displaystyle q\rightarrow q+g}.
Гэтая велічыня моцна залежыць ад энергіі часціц, якія ўзаемадзейнічаюць:

* {\displaystyle \alpha \_{s}\approx 1} — на вялікіх адлегласцях;
* {\displaystyle \alpha \_{s}<1} — на малых адлегласцях.

На ядзернаму узроўні асноўным працэсам з’яўляецца выпусканне нуклонаў віртуальнага піёна:

{\displaystyle N\rightarrow N+\pi }.
На гэтым узроўні канстанта ўзаемадзеяння значна больш:

{\displaystyle {\frac {g\_{\pi N}^{2}}{4\pi \hbar c}}=14{,}6},
дзе {\displaystyle g\_{\pi N}} — канстанта псеўдаскалярнага піён-нуклоннага ўзаемадзеяння.

Слабае ўзаемадзеянне
--------------------

Канстанта слабага ўзаемадзеяння {\displaystyle G\_{F}} (пастаянная Фермі) вызначае значэнне вяршыні працэсу распаду мюона:

{\displaystyle \mu ^{-}\rightarrow \nu \_{\mu }+W^{-}\rightarrow \nu \_{\mu }+e^{-}+{\tilde {\nu }}\_{e}}.
Для аднастайнасці з іншымі канстантамі сувязі пададзім пастаянную Фермі у беспамернам выглядзе:

{\displaystyle \alpha \_{W}=\left(G\_{F}{\frac {m\_{p}^{2}c}{\hbar ^{3}}}\right)^{2}=1{,}04\cdot 10^{-10}}

Гравітацыйнае ўзаемадзеянне
---------------------------

Інтэнсіўнасць гравітацыйнага ўзаемадзеяння вызначаецца гравітацыйнай пастаяннай Ньютана {\displaystyle G}. Для аднастайнасці з іншымі канстантамі сувязі пададзім яе у беспамернам выглядзе:

{\displaystyle G{\frac {m\_{p}^{2}}{\hbar c}}=0{,}53\cdot 10^{-38}}

Бягучая канстанта сувязі
------------------------

Пры павелічэнні імпульсаў (хвалевых лікаў {\displaystyle k}) часціц, якія ўзаемадзейнічаюць, значэнне канстанты сувязі мяняецца. Гэтае змяненне характарызуецца бэта-функцыяй {\displaystyle \beta (g)}:

{\displaystyle \beta (g)=\epsilon \,{\frac {\partial g}{\partial \epsilon }}={\frac {\partial g}{\partial \ln \epsilon }},}
дзе {\displaystyle \epsilon \,} — энергетычны маштаб працэсу.

Паводле сучасных уяўленняў ўсё канстанты сувязі ў планкаўскай мяжы сыходзяцца да агульнай мяжы (Вялікае аб’яднанне), у Стандартнай мадэлі канстанты перасякаюцца парамі пры наступных энергіях:

* {\displaystyle \alpha \_{e}=\alpha \_{w}} при 0,1 ТэВ;
* {\displaystyle \alpha \_{e}=\alpha \_{w}=\alpha \_{s}} при 1013 ТэВ;
* {\displaystyle \alpha \_{e}=\alpha \_{w}=\alpha \_{s}=\alpha \_{g}} при 1016 ТэВ.

У тэорыях, якія ўцягваюць суперсіметрыю, скрыжаванне адбываецца ў адной кропцы адразу для некалькіх канстант, што робіць ідэі суперсіметрыі асабліва прывабнымі.

Заўвагі
-------

1. ↑   CODATA Value: fine-structure constant
2. 1 2  Тут для параўнання канстант сувязі выкарыстоўваецца маса пратона, так як гэтая часціца можа ўдзельнічаць ва ўсіх фундаментальных ўзаемадзеяннях.
3. ↑  Что интересного происходит в науке: LHC на «Элементах»

Літаратура
----------

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

|  |  |
| --- | --- |
| ⚙️   Слоўнікі і энцыклапедыі | Вялікая каталанская |
| Нарматыўны кантроль | Microsoft: 183276030 |