Взаимодействуют ли адроны только через сильное взаимодействие?

Кварки, составляющие адроны/мезоны, взаимодействуют посредством сильного, слабого и электромагнитного взаимодействия. Так что адроны/мезоны тоже взаимодействуют посредством всех этих сил. Даже если общий чистый груз равен нулю. Возьмем, к примеру, нейтрон, который имеет нулевой электрический заряд. Тем не менее у него есть магнитный момент, который вызывает электромагнитные взаимодействия. Он также может распадаться в результате слабого процесса, известного как бета-излучение.

Заряженные адроны и нейтральные адроны с ненулевым магнитным моментом взаимодействуют электромагнитным образом. Бесспиновый нейтральный адрон не будет взаимодействовать с электромагнитным полем на уровне дерева, но наиболее очевидным примером такой частицы является$\pi^0$, который электромагнитно распадается на два фотона.

В слабом взаимодействии участвуют все частицы с ароматом. В основном вы слышите об этом в терминах распадов, потому что для обычных энергий взаимодействия слабое взаимодействие слишком слабое, чтобы внести большой вклад в динамику. Вы можете рассматривать слабое взаимодействие между сильно или электромагнитно взаимодействующими частицами как силу типа Юкавы,

Однако слабое взаимодействие имеет другой набор симметрий, чем сильное и электромагнитное взаимодействие. В частности, слабое взаимодействие нарушается при преобразованиях четности , а сильное и E&M-переходы — нет. Таким образом, вы можете заглянуть в физику низкоэнергетических взаимодействий на коротких расстояниях, ища наблюдаемые, нарушающие четность. Наиболее распространенным методом является поиск асимметрии в скалярной величине, такой как скорость реакции, которая зависит от угла между спином и импульсом.$\vec\sigma\cdot\vec p$.

Чисто адронное слабое взаимодействие (под которым я подразумеваю отсутствие каких-либо лептонных распадов) трудно обнаружить теоретически, потому что сильное взаимодействие одновременно (а) сильное и (б) сложное. В системах многих тел у вас могут быть возбужденные состояния противоположной четности, которые оказываются почти вырожденными по энергии и смешиваются из-за слабого взаимодействия. Насколько мне известно, наибольшее известное усиление этого типа происходит в некоторых возбужденных состояниях, исследованных методом захвата нейтронов на лантане: существует корреляция между спином входящего нейтрона$\vec\sigma_\text{n}$и направление исходящего фотона$\vec k_\gamma$получается 10% асимметрия. Но лантан — чрезвычайно сложное ядро. При захвате нейтронов водородом такая же асимметрия составляет около десяти частей на миллиард.

Таким образом, хотя адроны всегда взаимодействуют через сильное взаимодействие, они, конечно, не взаимодействуют только через сильное взаимодействие.