1tom - 0177.htm
258
О
'Г ш
Ч
о
м
госродством промежуточных векторных бозонов. Найдена глубокая связь слабого В. с а.'шктромагнитиым, что привело к их объединению в электрослабое взаимодействие. Основу сильного В., по сонр. представлениям, составляет В. между составными частями адронов ≈ кварками. Это В., переносчиками к-рого служат глюо-ны, определяется особой константой взаимодействия ≈ цветом, и описывается квантовой хромодинамикой. В. адронов друг с другом яредстаьллет собой лишь остаточный эффект исжкваркоиых сил, подобно тому как молекулярные сил ы --- остаточный аффект кулонов-ского В. электроне» и ядер молекул. Делаются попытки объединения слабого, :>л.-магн. и сильного В. (модели т, н. великого объединения}, а также всех видов В., включая гравитационное (см, С у пер гравитация].
Г. Я. Мякишев.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОЛИ ≈ воздействие волн друг на друга, приводящее к изменению их волновых характеристик (амплитуд, частот со/, волновых векторов &/, поляризации). В, в, основано на пространственно-временном резонансе волн, условия к-рого имеют вид:
V(o/=G\\ ^\\kf=0 (см. Синхронизм]. В. в. возникает в
средах нелинейных, для линейных сред справедлив принцип суперпозиции. Однако в неоднородных анизотропных средах возможно не нарушающее принцип суперпозиции т. н. линейное взаимодействие различно моляризов. волн, приводящее к перераспределению эпср-гни между ними (см. Линейное взаимодействие волн),
Примерами В. в, могут быть взаимодействие волн в плазме, взаимодействие световых волн. В. в. можно рассматривать как рассеяние ноли друг на другэ, а при участии во взаимодействии разл. типов волн ≈ как нелинейную трансформацию одних типов волн в другие, папр. енотовых н акустические (см. Фотоакус-тические явления]. Рассеяние и трансформация волн могут быть как спонтанными процессами, так и при превышении определ╦нного (в большинстве случаев малого) порога ≈ индуцированными. Это означает, что при рассмотрении В. в, необходимо учитывать обратную связь между падающей и рассеянной волной. В зависимости от степени нелинейной поляризации среды В. в. могут быть трех волновыми при квадратичной вое-гфиимчивоети, метыр╦хволновыми при кубической восприимчивости и т. д. (см. Нелинейные восприимчивости]. Б средах г малой нелинейностью четыр╦х- и пнтивол-новые взаимодействия есть эффекты более высокою порядка малости, чем тр╦хнолновыс.
Трехволновые В. в, наблюдаются в плазме, в кристаллах; ими объясняется возникновение распадкой пара-мегрич. неустойчивости, взрывной неустойчивости волн\\ на них основывается действие параметрических генераторов спета, комбинационных лазеров. Четыр╦х но л новые взаимодействия возможны в нелинейных средах с кубической носнрнимчивостып; ими объясняются са-мовоздействия света, а для случая вырожденного че-тыр╦хволноного взаимодействия ≈ обращение волнового фронта. См. также ст. Волны л лит. при ней.
П. II, Орагвский.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОЛН В ПЛАЗМЕ≈ можно рассматривать как рассеяние волн друг на друге, а при участии во взаимодействии волн разл. типов ≈ как нелинейную трансформацию одних типов волн к другие. В. в. в п. основано на пространственно-временном резонансе волн, участвующих во взаимодействии. Усло-
вия такого резонанса имеют вид:
*_ _ 264
2, 3, ... (1). Здесь <»(∙ и fe,- соответственно частоты и волновые векторы взаимодействующих волн. Простейшим и основным является 3- волновое взаимодействие (i = = 1, 2, 3). Рассеяние и трансформация волн н плазме даже при малых амплитудах (превышающих, однако, определ, порог) янляются индуцированными процессами. Это означает, что при вычислении величин, шщоб-ных длинам рассеяния в теории взаимодействия час-хиц, следует учитывать обратную связь между пада-
ющей и рассеянной волной. Такая связь приводит н возникновению распад н о ii параметрической н е у с т о и ч и в о с т и волн, лежащей в осново вынужденного комбинационного рассеяния волн, Именно из-за распадной иараметрич. неустойчивости при вынужденном комбинац. рассеянии экспоненциально нарастает амплитуда не только рассеянной, но и падающей волны. При рассмотрении плазмы как ансамбля большого числа мод-осцилляторов указанные выше условия резонанса воли можно трактовать как условия параметрич. резонанса в среде с распредел╦нными параметрами. (В нелинейно]! оптике эти условия называются условиями фазового (волнового) синхронизма.) Плазму можно рассматривать также как некий газ волн-«квазичастиц» с энергией fi cu и импульсом nk (фотоны ≈ для эл.-магн. колебании, фононы ≈ для иошо-звуковых). Тогда указанные выше условия резонанса волн могут трактоваться как условия распада волн ≈ квазичастиц. В простейшем случае 3-волнового взаимодействия ti^≈ ш2≈ш3, kl = kf\-k^. Умножение этих равенств на & да╦т законы сохранения анергии я импульса при распаде элементарного возбуждения ≈ «кванта» (to,, frA) на два других (сог, А2) и (о>3, £3). Поэтому можно сказать, что В. н. в п. основано на распаде ц слиянии элементарных возбуждений плазмы.
Система ур-ний для взаимодействующих волн имеет универсальный вид. При ей выводе предполагается, что плазма в линейном приближении рассматривается как ансамбль бесконочного числа собственных волн-мод. Нелинейность плазмы приводит к появлению связи между модами, прич╦м вначале учитываются главные слагаемые ≈ резонансные и нелинейности низшего порядка. Примером 3-волноного взаимодействия является связь ленгмюровских волн и ноизотермич, звука (см. Полны в плазме) в условиях, когда Te^>Ti(Te и T. __ темп-ры электронов и ионов). Система ур-ний, описывающая указанную связьт может быть сведена к следующей:
,. ч
\ *» зс) ~ ≈
\ i /
П
Е
(2)
Эти ур-ния записаны для электрич. поля лспгыюров-ских колебаний Е (t, х) к вариаций плотности в ионно-звуковок волне 6н{/, х) (те. т/ ≈ массы электрона пиона, о>^ ≈ лепгмюровская частота, п ≈ плотность).
Решение (2) можно представить в виде разложения ш собств. колебаниям плазмы или модам. Ур-ния для амплитуд ленгмюронских и ионно-звуковых мод становятся связанными и выводятся из (2) при уч╦те лишь медленного изменения амплитуд во времени. Вклад п такое изменение дают резонансные слагаемые, для к-рых выполняются условия (1): &ъ =о)/-|-а)р, k, = k.,--k*.
v Л* (| *Н
ufy ≈ частоты лснгмюровских полы, си^ ≈ звуковой}.
Система ур-ний для этих связанных мод приобретает вид:
* ~~zr ~ ^ ric2; ^ ~яг ≈ ≈ ^
(3)
fm
n
Здесь N i ≈ число кназичастиц в соответствующей моде. ф(' ≈ фазы мод, с{ ≈ комплексные амплитуды. С помощью системы ур-ний типа (3) изучают как турбулентные, так и ламинарные состояния плазмы. В первом случае системы ур-ний типа (3) усредняются по фазам мод и получают кинетич. ур-ния для числа квазичастиц (см. Турбулентность плазмы). В ламинарном режиме
")
}
