تعامل ضعیف در فیزیک چیست؟

تعامل ضعیف - یکی از چهار نیروی بنیادی است که تمام ماده در جهان است. سه تن دیگر از - گرانش، الکترومغناطیس، و تعامل قوی است. در حالی که نیروهای دیگر همه چیز با هم نگه دارید، نیروی ضعیف نقش مهمی در نابودی آنها ایفا می کند.

تعامل ضعیف گرانش قوی تر است، اما آن را تنها در فواصل بسیار کوتاه موثر است. نیروی عمل می کند در سطح زیر اتمی، و نقش مهمی در تضمین انرژی از ستاره ها و ایجاد عناصر ایفا می کند. این مسئول بخش بزرگی از تابش طبیعی در جهان است.

نظریه فرمی

فیزیکدان ایتالیایی انریکو فرمی در سال 1933، توسعه یافته یک نظریه برای توضیح فروپاشی بتا - فرآیند تبدیل یک نوترون به یک پروتون و یک الکترون جابجایی، اغلب به در این زمینه، ذرات بتا نامیده می شود. او یک نوع جدید از قدرت تعریف شده است، به اصطلاح تعامل ضعیف، که مسئول فروپاشی، روند اساسی تحول از یک نوترون به یک پروتون، یک الکترون و یک نوترینو، که بعدها به عنوان پادنوترینوهای مشخص شد.

فرمی در ابتدا تصور می شد که فاصله صفر و کلاچ وجود دارد. دو ذره به زور کار می کرد متصل بود. از آنجا که مشخص شد که نیروی هستهای ضعیف واقع شده است یک نیروی جاذبه، که خود را در یک فاصله بسیار کوتاه نشان دهد، به 0.1 درصد از قطر پروتون برابر است.

نیروی الکتروضعیف

تجزیه رادیو اکتیو نیروی ضعیف است حدود 100 000 بار کوچکتر از الکترومغناطیسی. با این حال، اکنون مشخص شده که در آن است در داخل الکترومغناطیسی، و این دو پدیده متفاوت و مجزا هستند که به نمایندگی از جلوه ای از یک نیروی الکتروضعیف است. این است که با این واقعیت است که آنها با هم در انرژی بیش از 100 گیگا الکترون ولت آمده را تایید کرد.

گاهی گفته که تعامل ضعیف در واپاشی مولکول آشکار می شود. با این حال نیروهای mezhmolekulrnye الکترواستاتیک در طبیعت هستند. آنها با واندروالس کشف شد و او نام او.

مدل استاندارد

نظریه ذرات بنیادی، که توصیف ساختار بنیادی ماده، با استفاده از مجموعه ای از معادلات ظریف - تعامل ضعیف در فیزیک بخشی از مدل استاندارد است. بر اساس این مدل ذرات بنیادی هستم. E. است که می تواند به قطعات کوچکتر تقسیم نمی شود، بلوک های ساختمان از جهان است.

یک ذره مانند کوارک است. دانشمندان از وجود چیزی کوچکتر نیست، اما آنها هنوز هم به دنبال. 6 نوع یا انواع کوارکها وجود دارد. محل آنها را در جهت افزایش توده:

• بالایی؛
• پایین تر است.
• کشور؛
• مسحور؛
• دوست داشتنی؛
• درست است.

در ترکیبات مختلف، آنها یک طیف گسترده ای از انواع ذرات زیراتمی تشکیل می دهد. به عنوان مثال، پروتون و نوترون - ذرات بزرگ هسته اتمی - کوارک از سه هر تشکیل شده است. دو بالا و پایین تشکیل پروتون است. بالا و پایین دو شکل یک نوترون است. تغییر درجه کوارک می توانید پروتون به نوترون را تغییر دهد، در نتیجه تبدیل یک عنصر را به دیگری.

نوع دیگری از ذره هیگز است. این ذرات - تعامل بردار، که از پرتوهای تشکیل از انرژی است. فوتون ها یک نوع از بوزون، گلوئونها - از سوی دیگر. هر یک از این چهار نیروی ناشی از تعامل ارز بین حامل است. فوتون - تعامل قوی گلوئون و الکترومغناطیسی است. گراویتون لحاظ نظری یک حامل نیروی گرانش است، اما آن یافت نشد.

W- و Z-بوزون

تعامل ضعیف است W- و Z-بوزون واسطه. این ذرات توسط برندگان جایزه نوبل استیون واینبرگ، شلدون Glashow عبدالسلام و در 60s از قرن گذشته پیش بینی شده بود و آنها را در سال 1983 در سازمان اروپایی برای تحقیقات سرن هسته ای یافت می شود.

W-بوزون بار الکتریکی هستند و با W ⁺ (بار مثبت) و W نشان داده می شود ^- (با بار منفی). W-هیگز باعث تغییر در ترکیب ذرات. رهبری الکتریکی W-هیگز به اتهام، کوارک نیروی ضعیف تغییر درجه، تبدیل یک پروتون به نوترون و یا بالعکس. این چیزی است که باعث همجوشی هسته ای و باعث می شود ستاره سوزاند.

این واکنش عناصر سنگین تر که در نهایت به فضا در اثر انفجارهای ابرنواختری خارج، برای تبدیل شدن به بلوک های ساختمان از سیارات، گیاهان، مردم و هر چیز دیگری در جهان ایجاد می کند.

جریان خنثی

Z-هیگز خنثی است و دارای یک جریان خنثی ضعیف است. تعامل آن با ذرات برای تشخیص دشوار است. جستجو تجربی برای W- و Z-بوزون در 1960s دانشمندان به نظریه منجر شد، ترکیب الکترومغناطیسی و نیروی ضعیف را به یک "الکتروضعیف". با این حال، نظریه خواستار آن شدند که ذرات حامل به وزن است، اما دانشمندان شناخته شده اند که نظریه W-هیگز باید سنگین برای توضیح برد کوتاه آن باشد. وزن نظریه پردازان W انجام در حساب مکانیزم نامرئی به نام مکانیزم هیگز فراهم می کند که برای وجود بوزون.

در سال 2012، سرن اعلام کرد که دانشمندان با استفاده از بزرگترین شتاب دهنده جهان - برخورددهنده بزرگ هادرون - مشاهده یک ذره جدید، "بوزون هیگز مناسب است."

فروپاشی بتا

تعامل ضعیف است در β-پوسیدگی آشکار - فرآیندی که در آن یک پروتون به نوترون تبدیل شود و برعکس. این زمانی اتفاق می افتد که یک هسته را با بسیاری از نوترون ها و پروتون یکی از آنها به دیگری تبدیل شده است.

فروپاشی بتا را می توان در یکی از دو روش انجام می شود:

1. هنگامی که فروپاشی بتا منهای، گاهی اوقات به عنوان β نوشته شده است ^- پوسیدگی، نوترون به یک پروتون و یک الکترون پادنوترینو تقسیم می شود.
2. تعامل ضعیف است شده توسط فروپاشی هسته های اتمی، گاهی اوقات به عنوان β ⁺ پوسیدگی نوشته شده است، زمانی که پروتون به نوترون و پوزیترون نوترینو تقسیم آشکار می شود.

یکی از عناصر می تواند در دیگر به نوبه خود، زمانی که یکی از نوترون آن خود به خود به پروتون از طریق واپاشی بتای منفی، و یا زمانی که یکی از پروتون آن خود به خود به یک نوترون از طریق β تبدیل ⁺ فروپاشی تبدیل شده است.

فروپاشی دو بتا رخ می دهد که یک هسته 2 در همان زمان به یک پروتون نوترون 2 یا بالعکس، به موجب آن ساطع الکترون پادنوترینوهای 2 2 و بتا ذرات تبدیل شده است. در نوترینو فروپاشی بتا دو فرضی از نوترینوها تشکیل می شوند.

جذب الکترون

پروتون می تواند به یک نوترون از طریق یک فرآیند به نام الکترون گیری یا K-ضبط را روشن کنید. زمانی که هسته دارای تعداد بیش از پروتون در رابطه با تعداد نوترون، الکترون، معمولا از داخل لایه الکترونی مانند افتادن به هسته است. اربیتال های الکترونی دستگیر هسته مادر، محصولات هستند که هسته دختر و نوترینو. عدد اتمی هسته دختر به دست آمده است 1 decremented، اما تعداد کل پروتون ها و نوترون یکسان باقی می ماند.

واکنش گرما

تعامل ضعیف در همجوشی هسته ای درگیر - واکنش که تامین انرژی از خورشید و گرما (هیدروژن) بمب.

اولین گام در ادغام هیدروژن برخورد دو پروتون با نیروی کافی برای غلبه بر دافعه متقابل احساس آنها با توجه به برهم کنش الکترومغناطیسی است.

اگر دو ذرات به یکدیگر نزدیک مرتب، تعامل قوی ممکن است آنها را مرتبط. این کار باعث ایجاد یک حالت ناپایدار از هلیوم ⁽² او)، که دارای یک هسته با دو پروتون، بر خلاف شکل پایدار (شماره ^4)، که دارای دو پروتون و دو نوترون است.

در مرحله بعد وارد بازی تعامل ضعیف است. با توجه به بیش از حد بودن پروتون یکی از آنها تحت فروپاشی بتا. پس از آن، واکنش دیگر، از جمله شکل گیری متوسط و تلفیقی از ³ او در نهایت پایدار ⁴ او تشکیل می دهد.