ЭЛЕКТРОМАГНИ́ТНОЕ ВЗАИМОДЕ́ЙСТВИЕ

ЭЛЕКТРОМАГНИ́ТНОЕ ВЗАИМОДЕ́Й­СТ­ВИЕ, од­но из че­ты­рёх фун­да­мен­таль­ных взаи­мо­дей­ст­вий эле­мен­тар­ных час­тиц, в ко­то­ром при­ни­ма­ют уча­стие все час­ти­цы, об­ла­даю­щие элек­трич. за­ря­дом. Эле­мен­тар­ным ак­том Э. в. яв­ля­ет­ся об­мен кван­том элек­тро­маг­нит­но­го по­ля – фо­то­ном. Си­ла взаи­мо­дей­ст­вия час­тиц про­пор­цио­наль­на про­из­ве­де­нию их элек­трич. за­ря­дов и для не­под­виж­ных час­тиц опи­сы­ва­ет­ся Ку­ло­на за­ко­ном. Т. к. мас­са фо­то­на рав­на ну­лю, ра­ди­ус дей­ст­вия Э. в. бес­ко­не­чен: Э. в. про­яв­ля­ет­ся как на меж­атом­ных, так и на га­лак­тич. рас­стоя­ни­ях. Оп­ре­де­ляю­щий па­ра­метр, ха­рак­те­ри­зую­щий си­лу Э. в., – тон­кой струк­ту­ры по­сто­ян­ная α=е²/(4πћc), где e – за­ряд элек­тро­на, ћ – по­сто­ян­ная План­ка, с – ско­рость све­та. Чис­лен­но α≈¹/₁₃₇, что при­во­дит к по­дав­ле­нию мно­го­фо­тон­ных об­ме­нов про­пор­цио­наль­но сте­пе­ням α.

Фо­то­ны, яв­ля­ясь пе­ре­нос­чи­ка­ми Э. в., не име­ют элек­трич. за­ря­да и не взаи­мо­дей­ст­ву­ют друг с дру­гом. В стан­дарт­ной мо­де­ли фун­дам. взаи­мо­дей­ст­вий Э. в. счи­та­ет­ся ча­стью элек­тро­сла­бых взаи­мо­дей­ст­вий и при вы­со­ких энер­ги­ях пе­ре­ме­ши­ва­ет­ся со сла­бы­ми взаи­мо­дей­ст­вия­ми. При энер­ги­ях ни­же по­ро­га на­ру­ше­ния элек­тро­сла­бой сим­мет­рии (по­ряд­ка 100 масс про­то­на) Э. в. рас­смат­ри­ва­ет­ся как са­мо­стоя­тель­ное взаи­мо­дей­ст­вие. За­ря­жен­ные час­ти­цы, уча­ст­вую­щие в Э. в., удов­ле­тво­ря­ют Ди­ра­ка урав­не­нию (для спи­на ¹/₂) или Клей­на – Фо­ка – Гор­до­на урав­не­нию (для спи­на 0).

Ан­ти­час­ти­цы уча­ст­ву­ют в Э. в. на­ря­ду с час­ти­ца­ми и от­ли­ча­ют­ся толь­ко зна­ком элек­трич. за­ря­да. Элек­трич. за­ряд яв­ля­ет­ся со­хра­няю­щей­ся ве­ли­чи­ной и не ме­ня­ет­ся в про­цес­сах взаи­мо­дей­ст­вия.

Э. в. опи­сы­ва­ет­ся кван­то­вой элек­тро­ди­на­ми­кой, экс­пе­ри­мен­таль­но про­ве­рен­ной с точ­но­стью до 10^–10 и спра­вед­ли­вой до рас­стоя­ний по­ряд­ка 10^–16 см. При­ме­ром, под­твер­ждаю­щим кван­то­вую при­ро­ду Э. в., слу­жит фо­то­эф­фект, со­стоя­щий в ис­пус­ка­нии элек­тро­нов ве­ще­ст­вом под дей­ст­ви­ем элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния. При этом, со­глас­но кван­то­вой тео­рии, макс. ки­не­тич. энер­гия вы­ры­вае­мых све­том элек­тро­нов ли­ней­но воз­рас­та­ет с час­то­той све­та и не за­ви­сит от его ин­тен­сив­но­сти. На мак­ро­ско­пич. мас­шта­бах и при ско­ро­стях, мно­го мень­ших ско­ро­сти све­та, кван­то­вые эф­фек­ты ма­лы и спра­вед­ли­во клас­сич. опи­са­ние с по­мо­щью Мак­свел­ла урав­не­ний.

Э. в. ле­жит в ос­но­ве всех на­блю­дае­мых мак­ро­ско­пич. элек­трич., маг­нит­ных и оп­тич. яв­ле­ний, а так­же хи­мич. про­цес­сов, про­ис­хо­дя­щих в ве­ще­ст­ве. По­дав­ляю­щее боль­шин­ст­во сил в клас­сич. ме­ха­ни­ке – си­лы уп­ру­го­сти, си­лы тре­ния, си­лы по­верх­но­ст­но­го на­тя­же­ния и др. – име­ют элек­тро­маг­нит­ную при­ро­ду. Бла­го­да­ря Э. в. энер­гия Солн­ца дос­ти­га­ет зем­ной по­верх­но­сти и соз­да­ёт ос­но­ву жиз­ни на Зем­ле.