Što je slaba interakcija u fizici?

Slaba interakcija - jedan je od četiri temeljne sile koje upravljaju sve materije u svemiru. Ostala tri - gravitacija, elektromagnetizam i jaka interakcija. Dok druge snage drže stvari zajedno, slaba sila igra važnu ulogu u njihovom uništenju.

Slaba interakcija je jača gravitacija, ali je djelotvoran samo u vrlo malim udaljenostima. Sila djeluje na subatomskoj razini, a igra ključnu ulogu u osiguravanju energiju zvijezda i stvaranje elemenata. Također je odgovoran za veliki dio prirodnog zračenja u svemiru.

teorija Fermi

Talijanski fizičar Enrico Fermi u 1933, je razvio teoriju da objasni beta raspad - proces pretvorbe jednog neutrona u proton i pomaka elektrona, često se naziva u ovom kontekstu, beta čestice. On definira novu vrstu energije, takozvana slaba interakcija, koji je bio odgovoran za propast, temeljni proces transformacije neutrona u proton, elektron i neutrino, koji je kasnije identificiran kao antineutrinos.

Fermi početku pretpostavlja se da je došlo do udaljenosti od nule i kvačilo. Dvije čestice su graničiti prisiliti obrađene. Budući da je postalo jasno da je slaba interakcija zapravo je privlačna sila, koja se očituje u izuzetno kratkom razmaku, što je jednako 0,1% promjera protona.

electroweak sila

Radioaktivnog raspada slabe snage je oko 100 000 puta manja od magnetsko. Međutim, sada se zna da je to interno elektromagnetski, a ta dva izrazito različita fenomena se vjeruje da predstavlja manifestaciju jednog electroweak sile. To potvrđuje i činjenica da su se zajedno na energijama više od 100 GeV.

Ponekad je rekao da je slaba interakcija očituje se u propadanju molekula. Međutim mezhmolekulrnye sile su elektrostatski u prirodi. Oni su otkrili Van der Waalsove i nose njegovo ime.

Standardni model

Slaba interakcija u fizici je dio standardnog modela - teorije elementarna čestica koja opisuje temeljnu strukturu materije, koristeći niz elegantnih jednadžbi. Prema tom modelu elementarne čestice m. E. To ne može biti podijeljena na manje dijelove, su izgrađeni od svemira.

Jedan od takvih čestica kvark. Znanstvenici ne podrazumijeva postojanje nečega manje, ali oni i dalje traže. Postoji 6 tipova ili vrsta kvarkova. Stavite ih u cilju povećanja mase:

• gornji;
• niže;
• zemlja;
• očarala;
• lijep;
• istina.

U raznim kombinacijama, oni čine razne vrste subatomskih čestica. Na primjer, protona i neutrona - velikih čestica atomske jezgre - kvark sastojati od tri svaki. Dva gornja i donja čine proton. Gornja i donja dva čine neutron. kvark promjena stupnja može promijeniti proton u neutron, čime pretvarajući jednog elementa u drugi.

Druga vrsta čestica je bozon. Ove čestice - vektori interakcija, koja se sastoji od greda energije. Fotoni su vrsta bozona, gluona - s druge strane. Svaki od ova četiri snaga je rezultat interakcije razmjene između prijevoznika. Snažna interakcija gluon i elektromagnetsko - foton. Graviton teoretski je nositelj silom gravitacije, ali ga nisu mogli naći.

W- i Z-bozoni

Slaba interakcija posreduje W i Z-bozonima. Te čestice su predvidjeli dobitnika Nobelove nagrade Steven Weinberg, Sheldon Glashow Abdus Salam i 60-ih godina prošlog stoljeća, a pronašao ih je 1983. na Europskom organizacijom za nuklearna istraživanja CERN-u.

W-bozoni električki naplaćuje i označene su W ⁺ (pozitivno nabijene) i W ^- (negativno nabijeni). W-bozonsko mijenja sastav čestica. Koja emitira električno nabijene W-bozona, kvark slaba sila mijenja razred, pretvarajući proton u neutrona ili obrnuto. To je ono što uzrokuje nuklearnu fuziju i čini zvijezde spali.

Ova reakcija stvara težih elemenata da bi na kraju izbačeni u svemir eksplozija supernove, postati sastavni dijelovi planeta, biljaka, ljudi i sve drugo u svijetu.

neutralne struje

Z-bozonsko je neutralna i ima slabu struju neutralan. Njegova interakcija s česticama je teško otkriti. Eksperimentalni pretraga za W- i Z-bozona u 1960 dovela je znanstvenike do teorije, kombinirajući elektromagnetski i slabu silu u jedan „electroweak”. Međutim, teorija je zahtijevao da se čestice prijenosnici biti u bestežinskom, ali znanstvenici su znali da je teorija W-bozon trebao biti teška za objasniti svoju kratku raspon. Teoretičari težina W provedena na računu nevidljivi mehanizam zove Higgsovo mehanizam koji osigurava postojanje Higgs.

U 2012. godini, CERN je objavio da znanstvenici koriste najveći svjetski akcelerator - Large Hadron Collider - primijetio novu česticu „rekao je Higgsov bozon je potrebno.”

beta raspad

Slaba interakcija se očituje u P-propadanja - proces u kojem proton pretvara u neutrona i obratno. To se događa kada je jezgra s previše neutrona i protona jedan od njih pretvoriti u drugu.

Beta raspad se može učiniti na jedan od dva načina:

1. Kada beta-minus raspad, ponekad napisano kao P ^- propadanja, neutron podijeljena u proton i elektron antineutrina.
2. Slaba interakcija se očituje raspadom atomske jezgre, ponekad pisane kao P ⁺ propadanja, kada je proton je podijeljena na neutronske i pozitrona neutrina.

Jedan od elemenata može pretvoriti u drugi, kada je jedan od njegovih neutrona spontano transformiran u protona pomoću negativnog beta propadanja, ili kad je jedan od njegovih protona spontano transformiran u neutrona preko P ⁺ propadanja.

Dvostruko beta raspadanje dolazi kada jezgra 2 istodobno pretvoriti u proton neutron 2 ili obratno, pri čemu se emitiraju elektrone antineutrinos 2 2 i beta čestice. U hipotetskom Neutrinoless dvostrukim beta raspadom neutrini su formirane.

zarobljenih elektrona

Proton se može pretvoriti u neutrona kroz proces nazvan zarobljenih elektrona ili K-hvatanje. Kada se kernel ima višak broj protona u odnosu na broj neutrona, elektrona, obično iz unutrašnjosti elektronska ljuska poput pada u jezgru. Electron orbitale zarobljeni materinskog jezgru, proizvode koji su kći jezgra i neutrino. Atomski broj jezgre kćeri dobivenog smanjivati za 1, ali je ukupan broj protona i neutrona ostaje ista.

termonuklearnu reakciju

Slabe interakcije sudjeluje u nuklearne fuzije - reakciju koja opskrbljuje energiju sunca i termonuklearnog (vodik), bombu.

Prvi korak u spajanju vodika je do sudara dvaju protona s dovoljno snage da prevladaju međusobne odbojnost osjeća prema njima zbog njihove elektromagnetske interakcije.

Ako su dvije čestice raspoređene blizu jedna drugoj, jaka interakcija može ih povezati. Ovo stvara oblik nestabilnu helija ⁽² He), koji ima jezgru sa dva protona, za razliku od oblika stabilnog (No. ^4), koja ima dva protona i dva neutrona.

U sljedećoj fazi dolazi do izražaja slabe interakcije. Zbog prekomjerne protona jedan od njih prolazi beta raspad. Nakon toga, druga reakcija, uključujući i formiranje intermedijera fuzijom ³ Na koncu se formirala stabilna ⁴ He.