– Наверное, – Арсений улыбнулся. – Так вот, верхний кварк имеет электрический заряд, равный плюс 2/3, а нижний – минус 1/3. Протон состоит из двух верхних кварков и одного нижнего, его суммарный заряд получается равным плюс 1, а нейтрон – наоборот, из двух нижних и одного верхнего. Поэтому он электрически нейтрален. Потому, собственно, и назван нейтроном. Вот и получается, что все ядро в целом имеет положительный заряд, а вокруг него по хитрым орбитам вращаются отрицательные электроны. Понятно?
– Пока понятно. А чем протоны, нейтроны и кварки друг с другом соединяются?
– Хороший вопрос! А соединяются они в буквальном смысле клеем. То есть фундаментальной частицей под названием глюон, от английского слова glue, что означает «клей». Кроме частиц, образующих материю, физики обнаружили частицы, передающие взаимодействие. И если для электромагнитных волн, например для видимого света, этой частицей является фотон, ты наверняка про него слышала, то для сильного ядерного взаимодействия, заставляющего кварки быть жестко сцепленными между собой, эту роль выполняет как раз глюон. А всего таких взаимодействий пока открыто четыре. Кроме названных еще слабое ядерное и его частица-переносчик – слабый калибровочный бозон – и гравитационное. Для гравитационного взаимодействия частица теорией предсказана, но, поскольку это самое слабое из всех взаимодействий и проявляется гораздо менее ярко, она до сих пор не подтверждена экспериментально. Тем не менее название у нее уже есть – гравитон.
– Я не понимаю, как это частица переносит взаимодействие?
– Представить не просто, но можно. Допустим, мы с тобой плывем рядом на разных лодках по морю. И я тебе кидаю, например… ну что ты любишь? Например, бутылку шампанского. Раз я ее тебе кинул, как бы оттолкнулся от бутылки, то моя лодка немного отклонилась от курса в сторону «от тебя», а раз ты ее поймала, то и твоя лодка отклонилась немного от курса в сторону «от меня». Таким образом, бутылка шампанского выступила в роли передатчика взаимодействия. Это очень упрощенно, на атомном уровне частицы передают не само взаимодействие, а скорее информацию о том, как надо взаимодействовать, притягиваться или отталкиваться. Их так и называют поэтому – частицы-посланники.