Kaj morate vedeti o šibki sili

Ian Cuming / Getty Images

Šibka jedrska sila je ena od štiri temeljne sile fizike skozi katerega delci medsebojno delujejo, skupaj z močno silo, gravitacijo in elektromagnetizmom. V primerjavi z obema elektromagnetizem in močna jedrska sila ima šibka jedrska sila precej šibkejšo intenziteto, zato ima ime šibka jedrska sila. Teorijo šibke sile je prvi predlagal Enrico Fermi leta 1933 in je bila takrat znana kot Fermijeva interakcija. Šibko silo posredujeta dve vrsti meril bozoni : bozon Z in bozon W.

Primeri šibke jedrske sile

Šibka interakcija igra ključno vlogo pri radioaktivni razpad , kršitev paritetne simetrije in CP simetrije ter spreminjanje okusa kvarkov (kot pri beta razpadu). Teorija, ki opisuje šibko silo, se imenuje kvantna dinamika okusa (QFD), ki je analogna kvantni kromodinamiki (QCD) za močno silo in kvantni elektrodinamiki (QFD) za elektromagnetno silo. Electro-weak theory (EWT) je bolj priljubljen model jedrske sile.

Šibko jedrsko silo imenujemo tudi šibka sila, šibka jedrska interakcija in šibka interakcija.

Lastnosti šibke interakcije

Šibka sila se razlikuje od drugih sil, ker:

• To je edina sila, ki krši paritetno simetrijo (P).
• To je edina sila, ki krši simetrijo paritete naboja (CP).
• To je edina interakcija, ki lahko spremeni eno vrsto kvark v drugega ali njegov okus.
• Šibko silo širijo nosilni delci, ki imajo precejšnje mase (približno 90 GeV/c).

Ključno kvantno število za delce v šibki interakciji je fizična lastnost, znana kot šibek izospin, ki je enakovredna vlogi, ki jo ima električni spin pri elektromagnetni sili in barvni naboj pri močni sili. To je ohranjena količina, kar pomeni, da bo imela vsaka šibka interakcija skupno izospinsko vsoto na koncu interakcije, kot jo je imela na začetku interakcije.

Naslednji delci imajo šibek izospin +1/2:

• elektron nevtrino
• mionski nevtrino
• število nevtrinov
• gor kvark
• čarovniški kvark
• vrhunski kvark

Naslednji delci imajo šibek izospin -1/2:

• elektron
• mion
• ja
• navzdol kvark
• čuden kvark
• spodnji kvark

Bozon Z in bozon W sta veliko bolj masivna kot drugi merilni bozoni, ki posredujejo druge sile ( foton za elektromagnetizem in gluon za močno jedrsko silo). Delci so tako masivni, da v večini primerov zelo hitro razpadejo.

Šibka sila je bila združena z elektromagnetno silo kot ena osnovna elektrošibka sila, ki se kaže pri visoki energiji (kot so tiste, ki jih najdemo v pospeševalnikih delcev). To združevalno delo je leta 1979 prejelo Nobelovo nagrado za fiziko, nadaljnje delo pri dokazovanju, da so matematične osnove elektrošibke sile renormalizljive, pa je leta 1999 prejelo Nobelovo nagrado za fiziko.

UredilAnne Marie Helmenstine, dr.