Jaký je slabá interakce ve fyzice?

Slabá interakce - je jednou ze čtyř základních sil, které řídí veškerou hmotu ve vesmíru. Další tři - gravitace, elektromagnetismu, a silná interakce. Zatímco ostatní síly držet věci pohromadě, slabá síla hraje důležitou roli v jejich zničení.

Slabá interakce je silnější gravitace, ale to je účinné pouze na velmi krátké vzdálenosti. Síla působí na subatomární úrovni, a hraje klíčovou úlohu při zajišťování energie hvězd a vytváření prvků. Je také zodpovědný za velkou část přirozeného záření ve vesmíru.

teorie Fermiho

Italský fyzik Enrico Fermi v roce 1933 vyvinul teorii vysvětlující beta rozpad - proces přeměny neutronu na proton a elektronovým posunutí, se často označuje v této souvislosti, beta částice. Ten je definován nový typ energie, tzv slabá interakce, která je zodpovědná za kolaps, základní procesu transformace neutronu na proton, elektron a neutrin, která byla později identifikována jako antineutrina.

Fermiho zpočátku předpokládali, že došlo k vzdálenost nulou a spojka. Dvě částice se spolu sousedí vynutit úpravou. Vzhledem k tomu, že se ukázalo, že slabá interakce skutečnosti je atraktivní síla, která se projevuje ve velmi krátké vzdálenosti, rovnající se 0,1% průměru protonu.

elektroslabá síla

Radioaktivní rozpad slabé síly je asi 100 000 krát menší než elektromagnetická. Nicméně, to je nyní známo, že je vnitřně elektromagnetické, a tyto dvě zřetelně rozdílné jevy se předpokládá, že představují projev jedné electroweak síly. To potvrzuje i skutečnost, že se sejdou v energiích více než 100 GeV.

Někdy se říká, že slabá interakce se projevuje v rozpadu molekul. Nicméně mezhmolekulrnye síly jsou elektrostatické v přírodě. Byly objeveny Van der Waalsovy a nesou jeho jméno.

Standardní model

Slabá interakce ve fyzice je součástí standardního modelu - elementární teorie částic, který popisuje základní strukturu hmoty, pomocí sady elegantních rovnic. Podle tohoto modelu elementárních částic m. E. To nemůže být rozdělena do menších částí, jsou základními stavebními kameny vesmíru.

Jedním z takových částic je tvaroh. Vědci neznamenají existenci něčeho menšího, ale oni se stále hledají. Existuje 6 typů či druhů kvarků. Umístěte je v pořadí rostoucí hmotností:

• horní;
• nižší;
• země;
• okouzlen;
• lovely;
• true.

V různých kombinacích, vytvářejí širokou škálu typů subatomárních částic. Například, protony a neutrony - velkých částic atomového jádra - tvaroh se skládá ze tří jednotlivých. Dva horní a dolní obsahuje proton. Horní a dolní dva tvoří neutronů. tvarohu změna stupně může změnit proton neutronu, aby se z jednoho prvku do druhého.

Dalším typem částic je boson. Tyto částice - vektory interakce, které se skládají z nosníků energie. Fotony jsou typem bosonu, gluonů - druhá. Každá z těchto čtyř sil je výsledkem směnného interakce mezi nosiči. Silná interakce je gluonová a elektromagnetické - fotonů. Graviton teoreticky je nositelem gravitační síly, ale nebyl nalezen.

W a Z bosons

Slabá interakce je zprostředkována W a Z bosony. Tyto částice byly předpovídal laureátů Nobelovy ceny Steven Weinberg, Sheldon Glashow Abdus Salam a v 60. letech minulého století, a našel je v roce 1983 v Evropské organizace pro jaderný výzkum CERN.

W-bosony jsou elektricky nabité a jsou označeny W ⁺ (kladně nabité) a W ^- (záporně nabité). W-boson mění složení částic. Emitující elektricky nabité W-boson, tvaroh slabá síla mění třídu, soustružení proton do neutronu nebo naopak. To je to, co způsobuje jadernou fúzi a dělá hvězdy hořet.

Tato reakce vytváří těžší prvky, které nakonec odhozena do prostoru výbuchy supernov, aby se stal stavební kameny planet, rostliny, lidi a všechno ostatní na světě.

nulového proudu

Z boson je neutrální a má slabý neutrální proud. Jeho interakce s částicemi, je obtížné odhalit. Experimentální vyhledá W- a Z-bosony v roce 1960 vedla vědce k teorii, který kombinuje elektromagnetické a slabé síly do jednoho „elektroslabá“. Nicméně, tato teorie požadoval, aby částice-nosiče jako ve stavu beztíže, ale vědci známo, že teorie W-boson by mělo být těžké vysvětlit jeho krátký dosah. Teoretici hmotnost W provádí na účet neviditelného mechanismu nazvaný Higgsův mechanismus, který zajišťuje pro existenci Higgsova.

V roce 2012 CERN oznámil, že vědci používají největší světový urychlovač - Large Hadron Collider - pozoroval novou částici, „Higgsův boson je to vhodné.“

beta rozpad

Slabá interakce se projevuje v beta-rozpadu - proces, ve kterém je převeden na proton neutronu a naopak. To nastane, když jádro s příliš mnoha neutrony nebo protony jedné z nich se převede do druhé.

Beta rozpad lze provést jedním ze dvou způsobů:

1. Když se beta-minus rozpad, někdy psaný jako beta ^- rozpadu, neutron rozdělen do protonu a elektronovým antineutrino.
2. Slabá interakce se projevuje rozpadem atomových jader, někdy psaný jak p ⁺ kaz, je-li proton rozdělena do neutronů a neutrin pozitronů.

Jedním z prvků, se může obrátit na druhý, když jeden z jeho neutronu spontánně přeměněna proton přes negativní beta rozpadu, nebo je-li jeden z jeho protonů spontánně transformované do neutron prostřednictvím p ⁺ rozkladu.

Double beta rozpad nastane, když jádro 2 současně transformován do protonové neutron 2 nebo naopak, přičemž emitované elektrony antineutrina 2 2 a beta částice. V hypotetickém bezneutrinového dvojitého rozpadu beta neutrin jsou vytvořeny.

elektronový záchyt

Proton může proměnit neutron prostřednictvím procesu nazývaného elektronového záchytu nebo K-zachycení. Když je jádro má přebytek počet protonů ve vztahu k počtu neutronů, elektronů, obvykle od vnitřku elektronovém obalu jako spadající do jádra. Elektronové orbitals zachytil matka jádro, na výrobky, které jsou dcerou jádro a neutrino. Atomové číslo dceřinné jádra získaná se sníží o 1, ale celkový počet protonů a neutronů zůstává stejný.

termonukleární reakce

Slabá interakce je zapojen do jaderné fúze - reakci, která dodává energii slunce a termonukleární (vodík) bomby.

Prvním krokem při fúzi vodíku ke kolizi dvou protonů s dostatečnou silou pro překonání vzájemného odpuzování pociťovanou jimi vzhledem k jejich elektromagnetické interakce.

Jsou-li dvě částice uspořádány blízko u sebe, může jim silná interakce spojovat. To vytváří nestabilní formu helia ^{(He 2),} která má jádro s dvou protonů, na rozdíl od stabilní formu (stupně ^4), který má dva protony a dva neutrony.

V další fázi vstupuje do hry slabé interakce. Vzhledem k nadbytku protonů jedna z nich prochází beta rozpad. Po tom, druhá reakce, včetně tvorbu meziproduktu, a fúze ^3. Nakonec se tvoří stabilní ⁴ He.