Mi a gyenge kölcsönhatás fizika

A gyenge kölcsönhatás - az egyik a négy alapvető erők, amelyek szabályozzák az összes anyag a világegyetemben. A másik három - gravitáció, elektromágnesesség, és az erős kölcsönhatás. Míg más erők tartani a dolgokat együtt, a gyenge erő fontos szerepet játszik a pusztulásukat.

A gyenge kölcsönhatás erősebb gravitációs, de hatásos csak nagyon rövid távolságokra. Erő hat a szubatomi szinten, és döntő szerepet játszik annak biztosításában, hogy az energia a csillagok és megteremti elemekkel. Feladata továbbá a nagy része a természetes sugárzás az univerzumban.

Fermi elmélet

Olasz fizikus Enrico Fermi 1933-ban kifejlesztett egy elmélet megmagyarázni az a béta-bomlás - a folyamat az átalakítás egy neutron egy proton és egy elektron elmozdulás, gyakran említett ebben az összefüggésben, a béta-részecske. Ő meg egy új típusú energia, az úgynevezett gyenge kölcsönhatás, amely felelős volt az összeomlás, az alapvető átalakulási folyamat egy neutron egy proton, elektron és egy neutrínó, amely később azonosították antineutrinos.

Fermi kezdetben feltételezték, hogy ott volt a távolság nulla és a tengelykapcsoló. Két részecskéket is szomszédosak kényszeríteni működött. Mivel világossá vált, hogy a gyenge kölcsönhatás valójában egy vonzóerő, ami látható egy rendkívül rövid távolságon, egyenlő 0,1% protonforrás átmérőjű.

elektrogyenge erőt

A radioaktív bomlás a gyenge erő körülbelül 100 000-szer kisebb, mint az elektromágneses. Azonban az már ismert, hogy ez a belső elektromágneses, és ez a két teljesen különböző jelenségek úgy gondolják, hogy képviselje a megnyilvánulása egy elektrogyenge erőt. Ezt támasztja alá az a tény, hogy jön össze energiák több mint 100 GeV.

Néha azt mondják, hogy a gyenge kölcsönhatás nyilvánul meg a bomlási molekulák. Azonban mezhmolekulrnye erők elektrosztatikus jellegű. Ők fedezték fel a Van der Waals és ő nevét viseli.

A standard modell

A gyenge kölcsönhatás a fizika része a standard modell - elemi részecske elmélet, amely leírja az alapvető anyag szerkezetét, egy sor elegáns egyenletek. E modell szerint az elemi részecskéknek, azaz a. E. Ezt nem lehet osztani kisebb részekre, építőkövei az univerzumban.

Az egyik ilyen részecske túró. A tudósok nem feltételez a valami kisebb, de még mindig keresnek. 6 fajta vagy fajták kvarkok. Helyezzük őket, hogy a növekvő tömeg:

Különböző kombinációkban, alkotnak a legkülönbözőbb típusú szubatomi részecskék. Például, protonok és neutronok - nagy részecskék atommag - túró áll három egyes. Két felső és alsó tartalmazhat proton. A felső és alsó két alkot egy neutron. túró fokozatú változás megváltoztathatja proton egy neutron, és ezáltal átalakítja egyik elemről a másikra.

Egy másik típusú részecske egy bozon. Ezek a részecskék - kölcsönhatás vektorok állnak az energia gerendák. A fotonok olyan típusú bozon, gluonok - a másik. Mindegyik négy erő az eredménye a csere közötti kölcsönhatás hordozók. Erős kölcsönhatás gluon és elektromágneses - foton. Graviton elméletileg egy fuvarozó a gravitációs erő, de nem találták.

W- és Z-bozonok

Gyenge kölcsönhatás közvetíti W- és Z-bozonok. Ezen részecskék által jósolt Nobel-díjas Steven Weinberg, Sheldon Glashow Abdus Salam és a 60-as a múlt század, és megállapította, 1983-ban az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet CERN.

W-bozonok elektromosan töltött, és jelöljük W + (pozitív töltésű) és W - (negatív töltésű). W-bozon megváltoztatja az összetétele a részecskék. Emitting elektromosan töltött W-bozon, túró gyenge erő változik a minőség, fordult a proton egy neutron, vagy fordítva. Ez okozza a magfúzió és teszi csillagok égnek.

Ez a reakció a nehezebb elemek, amelyek végül kiadja az űrbe szupernóva-robbanások, legyen az építőkövei a bolygók, a növények, az emberek és minden mást a világon.

semleges áram

Z-bozon semleges, és egy gyenge semleges áram. Kölcsönhatása a részecskék nehéz kimutatni. Kísérleti megkeresi a W- és Z-bozonok az 1960-as vezetett tudósok az elmélet, amely egyesíti az elektromágneses és a gyenge erő egyetlen „elektrogyenge”. Azonban az elmélet azt követelte, hogy a részecskék hordozók, hogy súlytalan, de a tudósok volna, hogy a W-bozon elmélet legyen nehéz megmagyarázni a rövid hatótávolságon belül. Az elméleti tömeg W végzett véve láthatatlan mechanizmust, amit Higgs-mechanizmus, amely biztosítja a létezését Higgs.

béta-bomlás

Gyenge kölcsönhatás nyilvánul β-bomlás - olyan eljárás, amelyben egy proton alakítjuk, egy neutron és fordítva. Ez akkor fordul elő, amikor a mag túl sok neutront vagy protont egyikük alakítjuk a többi.

Béta-bomlás lehet tenni két módon:

1. Ha béta-mínusz romlás, néha írva, mint β - bomlás, neutron szét egy proton és egy elektron antineutrinó.
2. Gyenge kölcsönhatás nyilvánul bomlása által atommagok, néha írva, mint β + bomlás, ha a proton van osztva egy neutron és pozitron neutrínó.

Az egyik az elemek viszont a másik, amikor annak egyik neutron spontán átalakul egy proton keresztül negatív béta-bomlása, vagy ha annak egyik proton spontán átalakul egy neutron keresztül β + bomlás.

Kettős béta-bomlás következik be, amikor egy magot 2 egyidejűleg átalakult proton neutron 2, vagy fordítva, amelynek során a kibocsátott elektron antineutrinos 2 2 és béta-részecskéket. A hipotetikus Neutrinoless kettős béta-bomlás neutrínó képződnek.

elektronbefogás

Proton viszont egy neutron a folyamatot nevezzük elektron befogási vagy K-capture. Amikor a rendszermag van feleslegben a protonok száma viszonyítva a neutronok száma, elektronok, általában a belsejében az elektron héj, mint eső a sejtmagba. Electron pályák elfogták az anya mag a termékeket, amelyek a lánya sejtmagban és neutrínó. Az atomi száma leányának mag kapott csökkentjük 1, de az összes protonok és a neutronok ugyanaz marad.

termonukleáris reakciót

A gyenge kölcsönhatás szerepet a nukleáris fúziós - a reakció, amely ellátja az energia a Nap és a termonukleáris (hidrogén) bomba.

Az első lépés a fúzióban hidrogén egy ütközés két proton, elég erővel leküzdeni a kölcsönös taszító érezte általuk miatt elektromágneses kölcsönhatás.

Ha a két részecske vannak elrendezve egymáshoz közel, egy erős kölcsönhatás társulhatnak őket. Ez létrehoz egy változékony formában a hélium (2 Ő), amelynek van egy mag két proton, ellentétben a stabil forma (No 4), amelynek két proton és két neutron.

A következő szakaszban kerül szóba gyenge kölcsönhatás. Mivel a bősége protonok egyikük megy a béta-bomlás. Ezután, a másik reakció, beleértve a közbenső képződését és a fúziós 3 Ő végül alkotnak stabil 4 He.