Ono što je slaba interakcija u fizici?

Slaba interakcija - jedan je od četiri osnovne sile koje upravljaju sva materija u svemiru. Ostala tri - gravitacija, elektromagnetizam, i jake interakcije. Dok druge snage drže stvari zajedno, slabe sile igra važnu ulogu u njihovom uništenju.

Slaba interakcija je jača gravitacija, ali je efikasna samo u vrlo kratkim udaljenostima. Sila djeluje na subatomskom nivou, a igra ključnu ulogu u osiguranju energiju zvezda i stvaranje elemenata. Također je odgovoran za veliki dio prirodnih zračenja u svemiru.

Fermi teorija

Talijanski fizičar Enrico Fermi 1933. godine, razvio teoriju da objasni beta decay - proces pretvaranja neutron u proton i raseljavanje elektrona, često se naziva u ovom kontekstu, beta čestica. On je definisao novi tip energije, tzv slabe interakcije, koji je bio odgovoran za kolaps, fundamentalni proces transformacije neutron u proton, elektron i neutrino, koji je kasnije identifikovan kao antineutrinos.

Fermi početku pretpostavio da je tamo na udaljenosti od nule i kvačila. Dvije čestice su graničiti na silu upalilo. Jer je postalo jasno da je slaba interakcija zapravo je atraktivna sila, koja se manifestira u izuzetno kratkom rastojanju, što je jednako 0,1% promjera protona.

elektroslaba sila

Na radioaktivnog raspada slabe sile je oko 100 000 puta manji od elektromagnetskog. Međutim, sada je poznato da je interno elektromagnetski, a ova dva izrazito različita fenomena se vjeruje da predstavljaju manifestaciju jedne elektroslaba sile. To potvrđuje i činjenica da dolaze zajedno energije više od 100 GeV.

Ponekad se kaže da je slaba interakcija se očituje u raspadanju molekula. Međutim mezhmolekulrnye snage elektrostatički u prirodi. Oni su otkrili Van der Waals i nose njegovo ime.

Standardni model

Slabe interakcije u fizici je dio standardnog modela - teorija elementarnih čestica, koji opisuje temeljne strukture materije, pomoću seta elegantnih jednadžbi. Prema ovom modelu elementarne čestice m. E. To ne može se podijeliti na manje dijelove, su gradivni blokovi svemira.

Jedan od takvih čestica je kvark. Naučnici ne podrazumijevaju postojanje nešto manji, ali su još uvijek u potrazi za. Postoji 6 tipova ili vrsta kvarkova. Stavite ih u cilju povećanja mase:

• gornji;
• niže;
• zemlje;
• očarani;
• lovely;
• istina.

U raznim kombinacijama, oni formiraju širok spektar vrsta subatomskih čestica. Na primjer, protona i neutrona - velike čestice atomskog jezgra - Quark se sastoje od po tri. Dva gornja i donja čine proton. Gornja i donja dva formiraju neutron. kvark promjene razred može izmijeniti proton neutron, čime pretvarajući jedan element u drugi.

Druga vrsta čestica je bozon. Ove čestice - vektora interakcije, koje se sastoje od greda energije. Fotoni su vrsta bozon, gluona - s druge strane. Svaki od ova četiri snaga je rezultat interakcije razmjene između nosača. Jaka interakcija je gluon i elektromagnetske - fotona. Gravitonske teoretski je nosilac sile gravitacije, ali nije pronađen.

W- i Z-bozona

Slaba interakcija je posredovana W- i Z-bozona. Ove čestice su predviđeni od strane dobitnika Nobelove nagrade Steven Weinberg, Sheldon Glashow Abdus Salam i 60-ih godina prošlog stoljeća, a misli da je 1983. godine u Evropskoj organizaciji za nuklearna istraživanja CERN-u.

W-bozona su naelektrisane i označeni su W ⁺ (pozitivno naplaćuje) i W ^- (negativno nabijenih). W-bozon mijenja sastav čestica. Emitting naelektrisane W-bozon, kvark slaba sila mijenja razred, pretvarajući proton u neutron ili obrnuto. To je ono što uzrokuje nuklearne fuzije i čini zvezdica gori.

Ova reakcija stvara teže elemente koji su na kraju izbacuje u svemir supernova eksplozije, da postane blokova planeta, biljaka, ljudi i sve ostalo na svijetu.

neutralan struja

Z-bozon je neutralna i ima slabu neutralne struje. Njegova interakcija s česticama je teško otkriti. Eksperimentalni traga za W- i Z-bozona u 1960 dovela naučnici teoriji, kombinirajući elektromagnetske i slabe sile u jednu "elektroslaba". Međutim, teorija tražio da se čestice-prevoznika biti u bestežinskom stanju, ali naučnici da zna da je teorija W-bozon bi trebao biti težak da objasni svoje kratkog dometa. Teoretičari težina W obavlja na račun nevidljivi mehanizam zove Higgs mehanizam koji predviđa postojanje Higgs.

U 2012. godini, CERN je objavio da su naučnici koriste najveći svjetski akcelerator - Veliki hadronski sudarač - uočiti nove čestice ", rekao je Higgs bozon potrebno."

beta decay

Slaba interakcija se manifestira u β-propadanje - proces u kojem proton se pretvara u neutron i obrnuto. To se događa kada je nukleus sa previše neutrona ili protona jedan od njih pretvara u drugu.

Beta decay se može uraditi na jedan od dva načina:

1. Kada beta-minus propadanja, ponekad piše kao β ^- propadanje, neutron podijeliti u proton i elektron antineutrino.
2. Slaba interakcija se manifestuje raspada atomskih jezgara, ponekad piše kao β ⁺ propadanja, kada se proton podijeljen u neutron i pozitron neutrina.

Jedan od elemenata može pretvoriti u drugi, kada je jedan od njegovih neutrona spontano pretvara u proton preko negativnih beta propadanja, ili kada je jedan od njegovih protona spontano pretvara u neutron kroz β ⁺ propadanja.

Dvostruko beta decay se javlja kada Core 2 u isto vrijeme pretvara u proton neutron 2 ili obrnuto, pri čemu se emituju elektron antineutrinos 2 2 i beta čestice. U hipotetičkom Neutrinoless dvostruko beta raspada neutrina se formiraju.

Electron snimanje

Proton se može pretvoriti u neutron kroz proces koji se zove elektron hvatanje ili K-snimanje. Kada se kernel ima višak broj protona u odnosu na broj neutrona, elektrona, obično iznutra elektrona granata poput pada u jezgru. Elektron orbitale zarobljeni majka jezgro, proizvodi koji su kćer jezgra i neutrino. Atomski broj kćer jezgro dobija se umanjuje za 1, ali ukupan broj protona i neutrona ostaje isti.

termonuklearna reakcija

Slabi interakcija je uključena u nuklearnu fuziju - reakciju koja snabdeva energiju sunca i termonuklearne (hidrogen) bomba.

Prvi korak u spajanju vodonika je sudar dva protona sa dovoljno snage da prevaziđu međusobne odbojnost osjećaju da ih zbog njihove elektromagnetne interakcije.

Ako se dvije čestice uređen blizu jedni drugima, jaka interakcija može ih povezuju. To stvara nestabilnu formu helija ⁽² He), koja ima jezgru sa dva protona, za razliku od stabilne forme (No ^4), koja ima dva protona i dva neutrona.

U narednoj fazi ulazi u igru slabe interakcije. Zbog preobilja protona jedan od njih prolazi beta propadanja. Nakon toga, drugi reakcija, uključujući i srednji formiranje i fuzijom ³ On je na kraju formira stabilnu ⁴ He.