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strong interaction

  自然界四种基本相互作用中最强的一种。最早研究的强相互作用是核子(质子或中子)之间的核力,它是使核子结合成原子核的作用。自1947年发现与核子作用的π介子以后,实验陆续发现了几百种有强相互作用的粒子,这些粒子统称为强子

  强相互作用与其他相互作用相比有如下一些特点:①强度大。电磁相互作用的强度可以用一个称为精细结构常数的量200712032340858-03.gif来表示,这里e是电子的电荷,2π媡是普朗克常数,с是光速。如果强相互作用也用一个与电荷e对应的量e来描述,则g2/4π媡с约为1~10。因此强相互作用比电磁相互作用强102~103倍。②强相互作用不像引力和电磁作用那样是长程力而是短程力。但是它的力程比弱相互作用的力程长,约为10-13cm。大约等于原子核中核子间的距离。③强相互作用比其他三种基本作用有更大的对称性,也就是说,在强相互作用中有更多的守恒定律(见对称性和守恒律)。除实验中还没有发现破坏的能量、动量、角动量、电荷、重子数和轻子数守恒外,强作用还有在弱作用或电磁作用中被破坏的宇称C 宇称同位旋奇异数守恒及粲数底数守恒。除此以外,强作用还有一些近似的对称性,如SU(3)对称和手征对称性。④20世纪70年代以来,在深度非弹性散射等一系列高能量实验中发现一些新现象,借助于一些理论分析,它们可解释为强作用在短距离(小于10-14cm)处随距离减小而变弱。

  对强相互作用本质的了解长期以来是物理学中的困难问题。人们曾经提出过许多处理强作用的理论和方法,它们取得的成就都很有限。原因之一是理论中没有小参量,因而找不到可靠的近似方法。人们由强子的夸克模型和规范场的概念出发提出量子色动力学。在这个理论中,强作用是组成强子的夸克之间通过一些称为胶子的规范粒子场传递的作用。这个理论有在小距离处作用变弱的性质。它已取得一些成就,被认为是有希望的强作用基本理论。

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