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湯川勢在日本物理學家湯川秀樹的介子推理論中提出,又稱Yukawa勢,用以描述核子之間的短程相互作用。提出者湯川秀樹是日本第一位獲得諾貝爾物理學獎的物理學家。
湯川勢
20世紀30年代,日本物理學家湯川秀樹在他的介子理論中提出湯川勢,又稱Yukawa勢,用以描述核子之間的短程相互作用.
在粒子與原子物理學中,湯川勢具有如下形式:
其中,是粒子相互作用的耦合常數,是作用粒子的質量,是粒子周圍某點到粒子的徑向距離,是另一個常數,表示核力作用范圍.
電磁學中的庫侖勢是湯川勢在 項恒為1的特殊情況,即,這也表明了光子的靜質量為0(因為電磁相互作用通過交換光子產生).
介子場和費米子場相互作用時,常數 就等于兩個場之間的耦合常數. 對于核力而言,兩個相互作用的費米子可以是一個光子和另一個光子或中微子. 根據量子場論,描述核力的介子場的勢函數正比于介子的波函數,從一個核子發出的介子的波函數是球面波,具有 的形式,為波數. 由此我們可以推得到核子間的吸引勢正比于,即湯川勢,可見核力作用范圍即介子波函數的一個波長.
短程力
根據公式 可知,湯川勢 對應的作用力為
可見,隨著 增大,在急劇減小. 在大于幾倍 的區域,已可以忽略不計,所以它是短程力.
注釋
關于指數的表達形式,在不同文獻中可能會有細微差別:
1. 由于波數,故有些文獻上給出的表達式是,也就是說正文第一個表達形式 中的常數;
2. 自然單位制中,規定,故有些文獻上給出的表達式是 .
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