КОНСТА́НТА ВЗАИМОДЕ́ЙСТВИЯ

КОНСТА́НТА ВЗАИМОДЕ́ЙСТВИЯ (кон­стан­та свя­зи) в кван­то­вой тео­рии по­ля (КТП), ве­ли­чи­на, оп­ре­де­ляю­щая си­лу взаи­мо­дей­ст­вия эле­мен­тар­ных час­тиц и их по­лей; ме­ра не­ли­ней­но­сти кван­то­вой тео­рии. Напр., клас­сич. по­тен­ци­аль­ная энер­гия U ку­ло­нов­ско­го взаи­мо­дей­ст­вия двух элек­трич. за­ря­дов $e_1 $ и $e_2 $, нахо­дя­щих­ся на рас­стоя­нии $r$ друг от дру­га, есть $U=e_1e_2/r$. В кван­то­вой элек­тро­ди­на­ми­ке (КЭД) кон­стан­той свя­зи слу­жит тон­кой струк­ту­ры по­сто­ян­ная $α=e_2/\hbar c$, где $e$ – за­ряд элек­тро­на, $\hbar$ – по­сто­ян­ная План­ка, $c$ – ско­рость све­та; чис­лен­но $α≈{1\over{137}}$. Ма­лость К. в. ука­зы­ва­ет на то, что кван­то­вые эф­фек­ты, свя­зан­ные с не­ли­ней­но­стью тео­рии, ма­лы. В ча­ст­но­сти, по­ля­ри­за­ция ва­куу­ма сла­бая, ма­ла ве­ро­ят­ность то­го, что в ато­мах при­сут­ст­ву­ют вир­ту­аль­ные элек­трон-по­зи­трон­ные па­ры, и т. д. В этом слу­чае кван­то­вые эф­фек­ты мож­но вы­чис­лять в ви­де ря­дов Тей­ло­ра по К. в. (т. н. тео­рия воз­му­ще­ний по К. в.). Как пра­ви­ло, ря­ды Тей­ло­ра в КТП яв­ля­ют­ся не схо­дя­щи­ми­ся, а асим­пто­ти­че­ски­ми.

В тео­рии силь­ных взаи­мо­дей­ст­вий – кван­то­вой хро­мо­ди­на­ми­ке (КХД) – ана­ло­гич­ная К. в. $α_s$, ха­рак­те­ри­зую­щая си­лу взаи­мо­дей­ст­вия квар­ков в ну­кло­нах, не ма­ла, и тео­рия воз­му­ще­ний по $α_s$ име­ет ог­ра­ни­чен­ную об­ласть при­ме­ни­мо­сти. С тем, что К. в. $α_s$ в КХД не ма­ла, свя­за­ны все не­три­ви­аль­ные свой­ст­ва силь­ных взаи­мо­дей­ст­вий, в ча­ст­но­сти кон­файн­мент (удер­жа­ние) квар­ков и спон­тан­ное на­ру­ше­ние сим­мет­рии.

В КТП К. в., стро­го го­во­ря, не яв­ля­ет­ся кон­стан­той, а ме­ня­ет­ся в за­ви­си­мо­сти от рас­стоя­ний, ха­рак­тер­ных для то­го или ино­го про­цес­са, при­чём эф­фек­тив­ная К. в. мо­жет как рас­ти в сто­ро­ну мень­ших рас­стоя­ний, так и умень­шать­ся (см. Ве­ли­кое объ­е­ди­не­ние). КЭД да­ёт при­мер пер­во­го яв­ле­ния, а КХД – вто­ро­го, на­зван­но­го асим­пто­ти­че­ской сво­бо­дой. Хо­тя по­ля­ри­за­ция ва­куу­ма в КЭД не­ве­ли­ка, она при­во­дит к то­му, что на ма­лых рас­стоя­ни­ях, ха­рак­тер­ных, напр., для ан­ни­ги­ля­ции $Z$-бо­зо­на, $α$ воз­рас­та­ет от $1\over137 $ до при­мер­но $1\over 130 $. Слу­чай, ко­гда К. в. ос­та­ёт­ся стро­го кон­стан­той на всех рас­стоя­ни­ях, от­ве­ча­ет кон­форм­ной тео­рии по­ля; при­ме­ром яв­ля­ет­ся су­пер­сим­мет­рич­ная че­ты­рёх­мер­ная вер­сия кван­то­вой тео­рии Ян­га – Мил­лса по­лей.