Mis on nõrk vastasmõju füüsika?

Nõrk vastastikmõju - on üks neljast põhilisi jõude, mis reguleerivad kõiki universumi mateeria. Ülejäänud kolm - gravitatsiooni, elektromagnetism ja tugeva vastastikmõju. Samal ajal kui teised jõud asjadega toime tulla, nõrk jõud mängib olulist rolli nende hävitamist.

Nõrk vastastikmõju on tugevam gravitatsioon, kuid see on efektiivne ainult väga lühikestel vahemaadel. Mõjub elementaarosakeste tasandil ning mängib olulist rolli tagamaks energia tähed ja luua elemente. Samuti on vastutav suure osa looduslikust kiirgusest universumis.

Fermi teooria

Itaalia füüsik Enrico Fermi 1933 arendatud teooria selgitamiseks Beetakiirgus - protsess konversioon neutronite viiakse prootoni ja elektroni nihe, mida sageli nimetatakse selles kontekstis beetaosake. Ta määratletud uut tüüpi võimu nn nõrk vastastikmõju, mis oli vastutav kollaps, põhilisi ümberkujundamise protsessis neutroni arvesse prooton, elektron ja neutriino, mis identifitseeriti hiljem antineutrinos.

Fermi esialgu eeldada, et seal oli kaugus null ja sidur. Kaks osakesi oli avanevad sundida töötas. Kuna selgus, et nõrga vastasmõjuga tegelikult on atraktiivne jõud, mis avaldub äärmiselt lühikese vahemaa võrdne 0,1% prootoni läbimõõdust.

elektronõrga jõu

Radioaktiivse lagunemise nõrk jõud on umbes 100 000 korda väiksem kui elektromagnetilised. Kuid nüüd on teada, et see on sisemiselt elektromagnetilist ja nende kahe selgelt erineva nähtused on arvatavalt kujutavad ilming ühe elektronõrga jõu. Seda kinnitab asjaolu, et nad kogunevad energia üle 100 GeV.

Mõnikord öeldakse, et nõrga vastasmõjuga avaldub lagunemine molekulidega. Kuid mezhmolekulrnye jõud on elektrostaatiline looduses. Nad olid avastanud Van der Waalsi ja kannab tema nime.

Standard mudel

Nõrk vastastikmõju füüsika on osa standard mudel - elementaarosakeste teooria, mis kirjeldab põhistruktuur tähtis, kasutades komplekti elegantne võrrandid. Selle mudeli kohaselt on elementaarne osakesi m. E. See ei saa jagada väiksemateks osadeks, on ehitusplokkide universumi.

Üheks selliseks on osake kohupiima. Teadlased ei tähenda millegi olemasolu väiksem, kuid nad on ikka otsivad. Seal on 6 liiki või sorti kvargid. Tee neile, et suurendada mass:

• ülemine;
• madalam;
• riik;
• enchanted;
• armas;
• tõsi.

Erinevates kombinatsioonides moodustavad nad mitmesuguseid liiki Subatomaarsed osakesed. Näiteks prootonite ja - suured osakesed aatomituuma - kohupiim koosneb kolmest iga. Kaks ülemist ja alumist sisaldada prootoni. Ülemised ja alumised kaks moodustavad neutron. kohupiima hinne muutus võib muuta prootoni neutron seeläbi muundamine ühest elemendist teise.

Teist tüüpi osakeste on boson. Need osakesed - vektorid interaktsiooni, mis koosnevad talad energiat. Footonid on teatud tüüpi boson, gluons - muu. Kõik need neli jõud on vahetuse tulemusena vastastikmõju kandjad. Tugev vastastikmõju on gluon ja elektromagnetilise - footon. Graviton teoreetiliselt on vedaja Gravitatsioonijõud, kuid seda ei leitud.

W- ja Z-bosonid

Nõrk vastastikmõju vahendab W- ja Z-bosonid. Need osakesed olid ennustanud Nobeli laureaadid Steven Weinberg, Sheldon Glashow Abdus Salam ja 60s eelmise sajandi ja leidis nad 1983. aastal toimunud Euroopa Tuumauuringute Organisatsioon CERN.

W-bosonid on elektriliselt laetud ning tähistatakse W ⁺ (positiivselt laetud) ja W ^- (negatiivselt laetud). W-boson muudab osakeste koostist. Kiirgav elektriliselt laetud W-boson, kohupiima nõrk jõud muutub klass, keerates prootoni viiakse neutronite või vastupidi. Seda põhjustab termotuumasünteesi ja teeb tärni põletada.

See reaktsioon tekitab raskemad elemendid, mis lõpuks paiskuda ruumi supernoova plahvatust, et saada ehituskive planeedid, taimede, inimeste ja kõike muud maailmas.

neutraalsed praeguse

Z-boson on neutraalsed ja on nõrk neutraalse voolu. Tema interaktsioon osakesed on raske tuvastada. Eksperimentaalne otsingute W- ja Z-bosonid 1960 viinud teadlased teooria, ühendades elektromagnetiline ja nõrk jõud ühtseks "elektronõrga". Kuid teooria nõudis, et osakesed-kandjateks kaalutu, kuid teadlased on teada, et W-bosoni teooria peaks olema raske seletada oma lähiala. Teoreetikud kaal W teostatud konto nähtamatu mehhanismi nimetatakse Higgsi mehhanismi, mis on ette nähtud olemasolu Higgsi.

Aastal 2012, CERN teatas, et teadlased, kasutades maailma suurim kiirendi - Large Hadron Collider - täheldatud uue osakese, "Higgsi boson korral."

Beetakiirgus

Nõrk vastastikmõju avaldub β-lagunemise - protsess, kus prootoni muundatakse neutronite ja vastupidi. See toimub siis, kui tuumas on liiga palju neutroneid või prootonite üks neist muundada muud.

Beetakiirgus võib teha kahel viisil:

1. Kui beeta-miinus lagunemine, mõnikord kirjutatakse β ^- lagunemine, neutronite jagatud prootoni ja elektroni antineutriino.
2. Nõrk vastastikmõju avaldub lagunemine aatomituumadega, mõnikord kirjutatakse β ⁺ lagunemine, kui prooton on jagatud neutroneid ja positron neutriino.

Ühe elemendina võib omakorda teistes, kui üks selle neutronite spontaanselt muundatakse prootoni kaudu negatiivse Beetakiirgus või kui üks selle prootonid spontaanselt ümber neutronite kaudu β ⁺ lagunemine.

Double Beetakiirgus tekib siis, kui tuum 2 samal ajal muundatakse prootoni neutronite 2 või vastupidi, kusjuures eraldunud elektronide antineutrinos 2 2 ja beetaosakesi. Hüpoteetilises Neutrinoless double beeta lagunemine neutrinos moodustuvad.

Electron lüüa

Proton võib muutuda neutronite läbi protsessi nimetatakse elektroni püüdmise või K-lüüa. Kui tuuma liig prootonite arv võrreldes neutronite arv, elektronide, tavaliselt seestpoolt elektronide kest nagu langev rakutuuma. Electron orbitaalidest pildistatud ema tuuma, tooted, mis on tütar tuuma ja neutriino. Aatomnumbrile tütar tuumas saadud vähendatud ühe 1, kuid koguarvust prootonite ja jääb samaks.

termotuumasüntees

Nõrk vastasmõju on seotud termotuumasünteesi - reaktsioon, mis varustab energiaga päikese ja termotuuma (vesinik) pomm.

Esimene samm ühinemise vesiniku on kokkupõrge kahe prootonid piisavalt jõudu, et ületada vastastikuse vastumeelsust tunda neid tõttu elektromagnetilise vastastikmõju.

Kui kahe osakese paiknevad lähestikku, tugev koostoime võib seostaks. See loob ebastabiilse kujul heelium ⁽² He), mis on tuum kahe prootonid, erinevalt stabiilne vorm (nr ^4), mis on kaks prootonit ja kaks neutronit.

Järgmises etapis hakkavad nõrk vastasmõju. Tänu küllus prootonid üks neist läbib beeta lagunemine. Pärast seda, teises reaktsioonis, sealhulgas vaheühendi moodustumine ja fusiooni ³ Ta lõpuks moodustada stabiilse ⁴ He.