Η αδύναμη πυρηνική δύναμη είναι μια από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις της φυσικής μέσω των οποίων τα σωματίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, μαζί με την ισχυρή δύναμη, τη βαρύτητα και τον ηλεκτρομαγνητισμό. Σε σύγκριση με τους δύο ηλεκτρομαγνητισμό και η ισχυρή πυρηνική δύναμη, η αδύναμη πυρηνική δύναμη έχει μια πολύ ασθενέστερη ένταση, και γι 'αυτό έχει το όνομα αδύναμη πυρηνική δύναμη. Η θεωρία της αδύναμης δύναμης προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Enrico Fermi το 1933 και ήταν τότε γνωστή ως αλληλεπίδραση του Fermi. Η ασθενής δύναμη διαμεσολαβείται από δύο τύπους μετρητών bosons: το μποζόνιο Ζ και το μποζόνιο W.
Αρκετά παραδείγματα πυρηνικών δυνάμεων
Η ασθενής αλληλεπίδραση διαδραματίζει βασικό ρόλο ραδιενεργή αποσύνθεση, την παραβίαση τόσο της συμμετρίας ισοτιμίας όσο και της συμμετρίας CP και την αλλαγή της γεύσης των κουάρκ (όπως στη φθορά της βήτα). Η θεωρία που περιγράφει την ασθενή δύναμη ονομάζεται κβαντική φευδοδυναμική (QFD), η οποία είναι ανάλογη με αυτή κβαντική χρωμοδυναμική (QCD) για την ισχυρή δύναμη και την κβαντική ηλεκτροδυναμική (QFD) για την ηλεκτρομαγνητική δύναμη. Η ηλεκτρο-αδύναμη θεωρία (EWT) είναι το πιο δημοφιλές μοντέλο της πυρηνικής δύναμης.
Η αδύναμη πυρηνική δύναμη αναφέρεται επίσης ως η ασθενής δύναμη, η ασθενής πυρηνική αλληλεπίδραση και η ασθενής αλληλεπίδραση.
Ιδιότητες της Αδύνατης Αλληλεπίδρασης
Η ασθενής δύναμη είναι διαφορετική από τις άλλες δυνάμεις επειδή:
- Είναι η μόνη δύναμη που παραβιάζει την συμμετρία ισοτιμίας (P).
- Είναι η μόνη δύναμη που παραβιάζει τη συμμετρία ισοτιμίας χρέωσης (CP).
- Είναι η μόνη αλληλεπίδραση που μπορεί να αλλάξει ένα είδος quark σε μια άλλη ή τη γεύση της.
- Η ασθενής δύναμη πολλαπλασιάζεται με σωματίδια φορέα που έχουν σημαντικές μάζες (περίπου 90 GeV / c).
Ο βασικός κβαντικός αριθμός για τα σωματίδια στην ασθενική αλληλεπίδραση είναι μια φυσική ιδιότητα γνωστή ως ασθενής ισοσφίνη, η οποία είναι ισοδύναμο με το ρόλο που παίζει η ηλεκτρική περιστροφή στην ηλεκτρομαγνητική δύναμη και το χρωματικό φορτίο με μεγάλη δύναμη. Αυτή είναι μια συντηρημένη ποσότητα, που σημαίνει ότι κάθε αδύναμη αλληλεπίδραση θα έχει ένα συνολικό ποσό isospin στο τέλος της αλληλεπίδρασης όπως είχε στην αρχή της αλληλεπίδρασης.
Τα ακόλουθα σωματίδια έχουν μία ασθενή ισοσφίνη +1/2:
- ηλεκτρόνιο ουδέτερο
- μιόν νετρίνο
- tau neutrino
- up κουάρκ
- charm quark
- top κουάρκ
Τα ακόλουθα σωματίδια έχουν μια ασθενή ισοσφίνη των -1/2:
- ηλεκτρόνιο
- μιόν
- tau
- κάτω κουάρκ
- παράξενο κουάρκ
- κάτω κουάρκ
Το μποζόνιο Ζ και το μποζόνιο W είναι και τα δύο πολύ πιο μαζικά από τα άλλα μποζόνια μετρητών που μεσολαβούν στις άλλες δυνάμεις φωτόνιο για τον ηλεκτρομαγνητισμό και το γλουόνιο για την ισχυρή πυρηνική δύναμη). Τα σωματίδια είναι τόσο ογκώδη που αποσυντίθενται πολύ γρήγορα στις περισσότερες περιπτώσεις.
Η ασθενής δύναμη έχει ενοποιηθεί μαζί με την ηλεκτρομαγνητική δύναμη ως μια μοναδική θεμελιώδη ηλεκτρική δύναμη, η οποία εκδηλώνεται με υψηλή ενέργεια (όπως αυτές που βρίσκονται μέσα στους επιταχυντές σωματιδίων). Αυτή η εργασία ενοποίησης έλαβε το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 1979 και περαιτέρω εργασίες για την απόδειξη ότι το τα μαθηματικά θεμέλια της ηλεκτρικής δύναμης ήταν επαναπροσδιορίσιμα, έλαβαν το βραβείο Νόμπελ του 1999 στην Αθήνα Η φυσικη.
Επεξεργάστηκε από Anne Marie Helmenstine, Ph. D.