Слабая ядерная сила является одним из четыре фундаментальные силы физики через которые частицы взаимодействуют друг с другом, вместе с сильной силой, гравитацией и электромагнетизмом. По сравнению с обоими электромагнетизм и сильная ядерная сила, слабая ядерная сила имеет гораздо более слабую интенсивность, поэтому она называется слабой ядерной силой. Теория слабой силы была впервые предложена Энрико Ферми в 1933 году и в то время была известна как взаимодействие Ферми. Слабая сила опосредована двумя типами датчика бозонов: Z-бозон и W-бозон.
Примеры слабых ядерных сил
Слабое взаимодействие играет ключевую роль в радиоактивный распаднарушение симметрии четности и симметрии CP, а также изменение аромата кварков (как при бета-распаде). Теория, которая описывает слабую силу, называется квантовой флавуродинамикой (КФД), которая аналогична квантовая хромодинамика (КХД) для сильной силы и квантовая электродинамика (КФД) для электромагнитного сила. Электрослабая теория (EWT) является более популярной моделью ядерной силы.
Слабая ядерная сила также упоминается как слабая сила, слабое ядерное взаимодействие и слабое взаимодействие.
Свойства слабого взаимодействия
Слабая сила отличается от других сил, потому что:
- Это единственная сила, которая нарушает симметрию четности (P).
- Это единственная сила, которая нарушает симметрию зарядовой четности (СР).
- Это единственное взаимодействие, которое может изменить один вид кварк в другой или его аромат.
- Слабая сила распространяется частицами-носителями, которые имеют значительные массы (около 90 ГэВ / с).
Ключевым квантовым числом для частиц в слабом взаимодействии является физическое свойство, известное как слабый изоспин, которое эквивалентно той роли, которую электрический спин играет в электромагнитной силе, а цветовой заряд в сильной силе. Это консервативная величина, означающая, что любое слабое взаимодействие будет иметь полную изоспиновую сумму в конце взаимодействия, как это было в начале взаимодействия.
Следующие частицы имеют слабый изоспин +1/2:
- электрон нейтрино
- мюонное нейтрино
- тау нейтрино
- до кварка
- очарование кварка
- верхний кварк
Следующие частицы имеют слабый изоспин -1/2:
- электрон
- мюонов
- тау
- вниз кварк
- странный кварк
- нижний кварк
Z-бозон и W-бозон гораздо более массивны, чем другие калибровочные бозоны, которые опосредуют другие силы ( фотон для электромагнетизма и глюон для сильной ядерной силы). Частицы настолько массивны, что в большинстве случаев они очень быстро разлагаются.
Слабая сила была объединена вместе с электромагнитной силой как единая фундаментальная электрослабая сила, которая проявляется при высоких энергиях (например, в ускорителях частиц). Эта работа по объединению получила Нобелевскую премию по физике 1979 года и дальнейшую работу по доказательству того, что математические основы электрослабой силы перенормировались и получили Нобелевскую премию 1999 г. Физика.
Отредактировано Энн Мари Хельменстин, доктор философии