Слаба интеракција

Из Википедије, слободне енциклопедије
Радиоактивни бета распад се одвија услед слабе интеракције, која трансформише неурон у: протон, електрон, и електронски антинеутрино.

У физици елементарних честица, слаба интеракција (често звана и слаба сила или слаба нуклеарна сила) једна је од четири основне интеракције у природи по моделима савремене субнуклеарне физике, поред јаке, електромагнетне и гравитационе.[1]

Слаба интеракција може да се деси између лептона и кварка (семилептонска интеракција), између самих лептона (лептонска интеракција) или између самих кваркова (нелептонска интеракција). Јавља се, по Стандардном моделу, услед размене масивних W и Z бозона који представљају преносиоце интеракције за слабу интеракцију.

Слаба интеракција је одговорна за бета распад атомских језгара, и самим тиме и радиоактивност која се јавља при распаду, при коме неутрон прелази у протон, и при чему се емитују електрон и антинеутрино, или позитрон и неутрино.

Назив слаба долази из чињенице да је типична снага интеракције 1011 пута мања од јаке интеракције, а 108 пута слабија од електромагнетне. Јача је само од гравитационе интеракције. Она је, такође, и спора реакција и траје на реду величине 10-11 s.

Позадина[уреди]

Стандардни модел физике елементарних честица, који не обухвата гравитацију, пружа униформни оквир за разумевање начина на који електромагнетна, слаба, и јака интеракција делују. До интеракције долази кад две честице, типично мада не неопходно спин фермиони полу-целог броја, размењују полу-целобројни спин, бозоне који преносе силу. Фермиони који учествују у таквим разменама могу да буду било елементарни (e.g. електрони или кваркови) или композитни (e.g. протони или неутрони), мада на најдубљим нивоима, све слабе интеракције ултиматно су између елементарних честица. У случају слабе интеракције, фермиони могу да размене три засебна типа преносилаца силе, позната као W+, W, и Z бозони. Маса сваког од тих бозона је далеко већа од масе протона или неутрона, што је конзистентно са кратким дометом слабе силе. Ова сила се заправо назива слаба због њене јачине поља преко датог растојања. Она је типично неколико редова величине мања од јаке нуклеарне силе или електромагнетне силе.

Током кваркне епохе раног свемира, електрослаба сила се раздвојила на електромагнетну и слабу силу. Важни примери слабе интеракције обухватају бета распад, и фузију водоника у деутеријум која напаја енергијом сунчев термонуллеарни процес. Већина фермиона се распада путем слабе интеракције током времена. Такви распади омогућавају радиоугљенично датирање, пошто се угљеник-14 распада путем слабе интеракције до азота-14. Овај процес такође може да креира радиолуминисценцију, која је у широкој употреби у тритијумској илуминацији, и у сродном пољу бетаволтних уређаја.[2]

Кваркови, од којих се састоје композитне честице као што су неутрони и протони, имају шест облика: „горе“, „доле“, „чудан“, „шарм“, „врх“ и „дно“, који дају композитним честима њихова својства. Слаба интеракција је јединствена по томе да кварковима омогућава да промене свој „укус“. Замена тих својстава је посредована бозонским носиоцима силе. На пример, током бета минус распада, „доле“ кварк унутар неутрона се мења у „горе“ кварк, чиме се неутрон ковертује у протон и долази до емисије електрона и електронског антинеутрина. Слаба интеракција је такође једина фундаментална интеракција која прекида паритетну симетрију и сличност, једина која мења паритетну сисметрију.

Историја[уреди]

Године 1933, Енрико Ферми је предложио прву теорију слабе интеракције, познату као Фермијева интеракција. Он је предложио да се бета распад може објаснити путем интеракције четири-фермиона, путем контактне силе без опсега.[3][4]

Међутим, слаба интеракција се може боље објаснити помоћу поља без-контактне силе са коначним опсегом, иако веома кратким. Године 1968. Шелдон Глашов, Абдус Салам и Стивен Вајнберг су ујединили електромагнетну силу и слабу интеракцију тако што су показали да су оне два аспекта једне силе, која се у данашње време назива електро-слабом силом. Постојање W и Z бозона нису били директно потврђени до 1983.

Види још[уреди]

Референце[уреди]

  1. Griffiths, David (2009). Introduction to Elementary Particles. стр. 59—60. ISBN 978-3-527-40601-2. 
  2. „The Nobel Prize in Physics 1979: Press Release”. NobelPrize.org. Nobel Media. Приступљено 22. 3. 2011. 
  3. Fermi, Enrico (1934). „Versuch einer Theorie der β-Strahlen. I”. Zeitschrift für Physik A. 88 (3–4): 161—177. Bibcode:1934ZPhy...88..161F. doi:10.1007/BF01351864. 
  4. Wilson, Fred L. (1968). „Fermi's Theory of Beta Decay”. American Journal of Physics. 36 (12): 1150—1160. Bibcode:1968AmJPh..36.1150W. doi:10.1119/1.1974382. 

Литература[уреди]

  • Griffiths, David (2009). Introduction to Elementary Particles. стр. 59—60. ISBN 978-3-527-40601-2. 

Спољашње везе[уреди]