gyenge kölcsönhatás
1. A gyenge kölcsönhatás - az egyik a négy alapvető kölcsönhatások
2. tulajdonságai a gyenge kölcsönhatás
3. A felmérés története
4. A természet szerepének
Listája használt irodalom
1. A gyenge kölcsönhatás - az egyik a négy alapvető kölcsönhatások
A gyenge kölcsönhatás, vagy gyenge nukleáris erő - az egyik a négy alapvető kölcsönhatás a természet. Ez felelős különösen a béta-bomlás a magok. Ez a kölcsönhatás az úgynevezett gyenge, mert a másik két kölcsönhatások fontosak Magfizikai (erős és elektromágneses), azzal jellemezve, hogy egy sokkal nagyobb intenzitással. Azonban ez sokkal erősebb, mint egy negyedik alapvető kölcsönhatások, gravitáció. Az erők a gyenge kölcsönhatás nem elég ahhoz, hogy a részecskéknek egymás közelében (azaz, amely egy csatlakoztatott állapotban). Ez csak akkor nyilvánul meg a pusztulás és a kölcsönös átalakulások részecskék.
Gyenge kölcsönhatás rövid - ez látható távolságok sokkal kisebb, mint a méret a atommagok (a jellegzetes kölcsönhatás sugara 2 · 10 # 63; 18 m).
Vektor gyenge kölcsönhatás van vektor bozonok. és. Különbséget reagáltatjuk az úgynevezett gyenge áramok a töltött és semleges gyenge áramok. A kölcsönhatás töltött áramok (közreműködésével töltésű bozonok) változásához vezet a részecske töltés, és a néhány leptonok túró és egyéb leptonok és túró. Kölcsönhatás semleges áramok (bevonásával semleges bozon) nem változtatja meg a részecskék töltése és fordítja leptonok és túró be ugyanarra a részecskére.
Ez az első alkalom a gyenge kölcsönhatást nem figyeltek meg, amikor a pusztulás atommagok. És mint kiderült, ezek bomlási kapcsolatos átalakítások a proton egy neutron a sejtmagban, és fordítva:
p> n + + ne + e, n> p + e + e,
ahol n - egy neutron, p - proton, e- - elektron, N # 63; e - elektron antineutrinó.
Elemi részecskék lehet három csoportba sorolhatók:
1) fotonok; Ez a csoport csak egyetlen részecske - foton - kvantum elektromágneses sugárzás;
. 2) leptonok (a görög „Leptos” - fény) részt csak az elektromágneses és gyenge kölcsönhatások. A leptonok a elektron és müon neutrínók, elektron, müon, és nyitott 1975-ben egy nehéz lepton - lepton, vagy Thaon, melynek tömege kb 3487me, valamint azok megfelelő antirészecskéi. Cím leptonokat annak a ténynek köszönhető, hogy a tömegek az első ismert leptonokat kevésbé tömeg minden egyéb részecskéket. Ugyancsak vonatkozik leptonokat Thaon neutrínók amelynek létezését nemrégiben is találtak;
. 3) hadronokat (a görög "Adros" - nagy, erős). Hadronok mutatnak erős kölcsönhatás, valamint az elektromágneses és a gyenge. A részecskék a fent tárgyalt, ezek közé tartoznak a protonok, neutronok, pionokról és kaons.
2. tulajdonságai a gyenge kölcsönhatás
A gyenge kölcsönhatás megkülönböztető tulajdonságai:
1. A gyenge kölcsönhatás során valamennyi alapvető fermionok (leptonokat és kvarkok). Fermion (a neve az olasz fizikus Fermi) - elemi részecskék, atommagok, atomok, amelynek fél-egész értékének saját lendülete. Példák a fermion: túró (alkotnak protonok és a neutronok, amelyek szintén fermion), leptonok (elektronok, müonok, tau leptonok, neutrínók). Ez az egyedülálló kölcsönhatás, amelyben az érintett neutrínó (kivéve a gravitáció, elhanyagolhatóan kicsi a laboratórium), ami megmagyarázza a hatalmas áthatoló képessége ezen részecskék. Gyenge kölcsönhatás lehetővé teszi, leptonok túró és antirészecskéje cseréje energia, tömeg, elektromos töltés és kvantum szám - azaz egymásba alakíthatók.
2. gyenge kölcsönhatás kapta a nevét az a tény, hogy a jellegzetes intenzitás jóval alacsonyabb, mint az elektromágnesesség. A részecskefizika, az intenzitás a kölcsönhatás általában az jellemzi, sebessége folyamatok okozta ezt a kölcsönhatást. Ezek az előállítási eljárások gyorsabb, minél nagyobb az intenzitása a kölcsönhatást. Energiákon kölcsönható részecskéket nagyságrendű 1 GeV jellemző sebessége a folyamatok által okozott gyenge kölcsönhatás, ez körülbelül 10 # 63; 10, körülbelül 11 nagyságrenddel nagyobb, mint az elektromágneses folyamatok, azaz feldolgozza gyenge - egy rendkívül lassú folyamat.
3. Egy másik jellemzője az intenzitása a kölcsönhatás a szabad úthossza részecskék a közegben. Ezért annak érdekében, hogy állítsa le miatt az erős kölcsönhatást a repülő hadron szükséges vaslemez több centiméter vastagságú. Ugyanakkor, neutrínók, amely részt vesz a gyenge kölcsönhatás repülnek át a födém vastagsága milliárd kilométer.
4. A gyenge kölcsönhatás van egy nagyon rövid hatótávolságú - mintegy 2 · 10-18 m (ez körülbelül 1000-szer kisebb kernel méretének). Ez az oka, annak ellenére, hogy a gyenge kölcsönhatás sokkal erősebb gravitációs hatósugár, amely nem korlátozódik, hogy játszik sokkal kisebb szerepet. Például, még magok a parttól 10 # 63; 10 m, a gyenge kölcsönhatás gyengébb, nem csak az elektromágneses hanem gravitációs.
5. Az intenzitás a gyenge folyamatok nagyban függ az energia a kölcsönható részecskék. Minél magasabb az energia, annál nagyobb az intenzitás. Például, a Sile gyenge kölcsönhatásban neutron nyugalmi energia egyenlő körülbelül 1 GeV, szétesik körülbelül 103, és L-Hyperon, melynek tömege százszor nagyobb - több mint 10 # 63; 10. Ugyanez igaz a nagy energiájú neutrínó kölcsönhatás keresztmetszete neutrínó nukleonnak 100 GeV hat nagyságrenddel nagyobb, mint a neutrínók energiákkal körülbelül 1 MeV. Azonban, energiákon több száz GeV (tömegközéppontja az ütköző részecskék) válik gyenge kölcsönhatás erőssége összehasonlítható a energiája elektromágneses kölcsönhatás, amelyek révén lehet leírni, mint egy egységes módon elektrogyenge kölcsönhatás. A részecskefizikai elektrogyenge kölcsönhatás általános leírása a négy közül két alapvető kölcsönhatások: gyenge kölcsönhatás és elektromágneses kölcsönhatást. Bár ezek a két kölcsönhatás nagyon különbözött a hagyományos alacsony energiájú, elméletileg, azokat, például két különböző megnyilvánulásai a kölcsönhatás. ezek csatlakoztatva vannak egyetlen elektrogyenge kölcsönhatás energiákon fölött energiája Egyesület (nagyságrendű 100 GeV). Elektrogyenge kölcsönhatás - kölcsönhatás, amely magában foglalja a túró és leptonok, sugárzó és elnyeli fotonok vagy nehéz köztes vektor bozonok W +, W-, Z0. E. a. által leírt nyomtávú elmélet spontán tört szimmetriája.
6. A gyenge kölcsönhatás az egyetlen alapvető kölcsönhatások, amelyek nem a törvény megőrzése paritás, ami azt jelenti, hogy a törvények, amelyek alá a gyenge folyamatok változása tükrös visszaverődés rendszerben. Paritássértés a természetvédelmi törvény vezet az a tény, hogy a gyenge kölcsönhatás csak a bal kitett részecskék (spin amely arra irányul, ellentétes impulzus), de nem helyes (ami codirectional a pörgő lendület), és fordítva: jobb antirészecskéje kölcsönhatásba leggyengébb módon, de a bal - közömbös.
Működése a térbeli inverzió átalakítani P
Kezelés P változik aláírására poláris vektor
A művelet térbeli inverzió rendszert egy tükör-szimmetrikus. Tükörszimmetrikusan figyelhető meg a folyamatok hatása alatt erős és elektromágneses kölcsönhatások. Tükörszimmetriával ezeket a folyamatokat, hogy a tükröző szimmetrikus áliapotátmenet végre azonos valószínűséggel.
1957 # 63; Yang Chzhennin, Li Tszundao elnyerte a fizikai Nobel-díjat. A részletes vizsgálatok úgynevezett paritás törvények vezetett fontos felfedezéseket területén az elemi részecskéket.
7. Amellett, hogy a térbeli paritás, a gyenge kölcsönhatás nem tárolja jól és kombinált tértöltés-paritás, azaz csak az egyik ismert kölcsönhatások sérti az CP-invariancia.
Töltés szimmetria azt jelenti, hogy ha van olyan folyamat, amely részecske, majd helyettük antirészecskéje (töltés konjugáció), a folyamat is léteznek és melyek fordulnak elő azonos valószínűséggel. Töltse szimmetria hiányzik magában foglaló folyamat neutrínók és antineutrinos. A természetben már csak balkezes jobbkezes neutrínók és antineutrinos. Ha ezeket a részecskéket (a határozottsága, úgy véljük, az elektron-neutrínó és antineutrinó ne e) a működését díj ragozás, akkor megy a meglévő objektumokat a leptonszám és spirál.
Így gyenge kölcsönhatások sértik mind P- és C-invariancia. Azonban, ha több neutrínó (antineutrinó) végre két egymást követő műveletek # 63; P- és C_preobrazovaniya (műveletek sorrendjét nem fontos), majd ismét megkapjuk a neutrínók, hogy létezik a természetben. A műveletek sorozata és (vagy hátra) nevezzük CP-konverzió. Eredmény CP_preobra-mations (kombinált inverzió) és E ne következő:
Így neutrínók és antineutrinos működését, átalakul egy részecske antirészecske nem számít fel konjugációs műveletet és a CP-konverzió.
3. A felmérés története
A tanulmány a gyenge kölcsönhatások tartott sokáig.
1896-ban, Becquerel felfedezte, hogy az urán sók bocsátanak áthatoló sugárzás (a bomlási tórium). Ez volt a kezdete a tanulmány gyenge kölcsönhatás.
1930-ban, Pauli feltételeztük, hogy ha a bomlás, együtt elektronok (e) a kibocsátott fényt semleges részecskék # 63; neutrínók (járás).
Ugyanebben az évben Fermi azt javasolta, hogy kvantumtérelméleti a pusztulás. Neutron bomlás (n) annak a következménye, a kölcsönhatás a két áramlat: aktuális hadronikus neutron lefordítva egy proton (p), lepton - termel egy pár elektron + neutrínó.
1956-ban, Raines először figyelték reakció EP> NE + kísérletek közelében egy nukleáris reaktor.
Lee és Yang magyarázta a paradoxont a bomlási K + mezonoknak (p
és a rejtély) # 63; bomlási 2. és 3. pion. Ez jár a paritássértés. Mirror aszimmetria figyelhető meg a magok a pusztulás, a bomlási müonokat, pionok, K-mezonok és hyperons.
1957 godu Gell-Mann, Feynman, Marshak, Sudarshan javasolt univerzális elmélet gyenge kölcsönhatás a szerkezet alapján túró hadronokat. Ez az elmélet, az úgynevezett V-A elméletet vezetett a leírása gyenge kölcsönhatás útján Feynman diagramok.
Ugyanakkor alapvetően új jelenség fedezték: CP-sértés és semleges áramok.
1960 Sheldon Lee Glashow Steven Weinberg és Abdus Salam alapján jól megalapozott az időben a kvantumtérelméleti volt egy elmélet elektrogyenge kölcsönhatás, amely egyesíti a gyenge és eektromagnitnoe interakció. Ők vezették be a szelvény mezők és kvantumait ezeken a területeken - vektor bozon. és hordozhatják a gyenge vzaimodestviya. Továbbá azt is megjósolta létezését korábban ismeretlen slabyhneytralnyh áramlatok. Ezek az áramok fedezték kísérletileg 1973-ban a tanulmány a rugalmas szórás neutrínók és antineutrinos által nukleonok.
4. A természet szerepének
gyenge nukleáris erő
Szerint a Fermi elmélet, az elektron és a neutrínó (pontosabban: antineutrinó) által kibocsátott b-radioaktív atommagok nem voltak ott korábban, és időpontja az a pusztulás.
Amellett, hogy a nukleáris fúziós reakciók, gyenge kölcsönhatás vezethet bomlásnak és masszív részecskék a könnyebb. A szuvasodás nevezzük gyenge bomlás. Különösen, pontosan azért, mert ez a koncentráció bomlási részecskék, mint müonokat, p-mezonok, különös és lenyűgözte részecskék elhanyagolható jellegűek. A tény az, hogy ellentétben más típusú alapvető kölcsönhatások, a gyenge kölcsönhatás nem vonatkoznak bizonyos tiltásokat, amely lehetővé teszi a feltöltött leptonokat átalakulni neutrínók és a kvarkok íz kvarkok másik ízét.
Egy fontos speciális esete gyenge bomlás a béta-bomlás a neutron, amelyben egy neutron spontán alakulnak a proton, elektron és elektron antineutrinó. Azonban, amint az jól ismert, az intenzitás a gyenge bomlások csökkenésével csökken az energia, így jellemző a neutron felezési idő elegendően nagy - mintegy 103, míg az A Hyperon, energia szabadul során a bomlási ami 100-szor magasabb, élettartama csak körülbelül 10 # 63; 10.
Annak ellenére, hogy a rövid hatótávolságú és a relatív kis mérete a gyenge kölcsönhatás fontos számos természetes folyamatok. Különösen, ez a gyenge kölcsönhatás okozta az áramlás a fúziós reakció, amely a fő energiaforrás a legtöbb csillagok, beleértve a nap, - szintézis reakció hélium-4 proton a négy két pozitronemissziós két neutrínó. Fontos szerepet játszik az evolúció csillagok játszani, és más folyamatok kíséri a kibocsátott neutrínók és a jelenléte miatt a gyenge kölcsönhatás. Ezek a folyamatok határozzák meg az energiaveszteség a nagyon forró csillagok, valamint a szupernóva-robbanások kíséretében képződését pulzár. Pulsamr - Space rádió forrás (Pulsar), optikai (optikai Pulsar), X-ray (X-ray Pulsar) és / vagy a gamma (gamma Pulsar) sugárzás éri el a földet formájában periodikus löketek (impulzus).
Ha lehetséges lenne, hogy „kikapcsolja” a S .. Napon, majd megszűnik, azaz. K. Proton lehetetlen lett volna átalakítási folyamat (p) a neutron (n), pozitron (e +), neutrínók és (n). Ennek eredményeként ezt a folyamatot, „kiégés” hidrogén a Nap és négy protonok átalakítják hélium atommag, amely két proton és két neutron. Ez a folyamat szolgál energiaforrásként, mint a nap, és a legtöbb csillag.
Listája használt irodalom
1. Novozhilov Yu.V. Bevezetés az elmélet az elemi részecskéket. Nauka, Moszkva, 1972
2. Perch B. A gyenge kölcsönhatás az elemi részecskék. M. Fizmatgiz 1963
Helyezni Allbest.ru