Ano ang mahinang pakikipag-ugnayan sa physics?

Ang mahinang interaksiyon - ay isa sa mga apat na pangunahing pwersa na namamahala sa lahat ng bagay sa uniberso. Ang iba pang mga tatlong - grabitasyon, elektromagnetismo, at sa malakas na pakikipag-ugnayan. Habang ang ibang mga pwersa i-hold mga bagay nang magkakasama, ang mahinang puwersa ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa kanilang pagkawasak.

Ang mahinang pakikipag-ugnayan ay mas malakas gravity, ngunit ito ay epektibo lamang sa napaka-ikling distansya. Force ay gumaganap sa mga subatomic antas, at gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagsiguro na makuha ang enerhiya ng mga bituin at paglikha ng mga elemento. Ito ay responsable para sa isang malaking bahagi ng natural radiation sa uniberso din.

Fermi teorya

Italyano pisisista Enrico Fermi sa 1933, nakabuo ng isang teorya na ipaliwanag ang beta pagkabulok - ang proseso ng conversion ng isang neutron sa isang proton at isang elektron pag-aalis, kadalasang tinutukoy sa kontekstong ito, ang beta na butil. Siya na tinukoy ng isang bagong uri ng kapangyarihan, ang tinatawag na mahinang pakikipag-ugnayan, na kung saan ay responsable para sa pagbagsak, ang pangunahing proseso ng pagbabago ng isang neutron sa isang proton, ang isang elektron at ang isang neutrino, na sa kalaunan ay nakilala bilang antineutrinos.

Fermi una ipinapalagay na nagkaroon ng distansya ng zero at ang klats. Dalawang particle had makapiling upang pilitin nagtrabaho. Dahil ito ay naging malinaw na ang mahinang interaksiyon talaga isang kaakit-akit na puwersa, na manifests mismo sa isang lubhang maikling distansya, katumbas ng 0.1% ng isang proton lapad.

electroweak puwersa

Ang radioactive pagkabulok ng ang mahina force ay tungkol sa 100 000 beses na mas maliit kaysa sa electromagnetic. Subalit, ngayon ito ay kilala na ito ay panloob electromagnetic, at ang dalawang nang tiyakan iba't ibang phenomena ay pinaniniwalaan na kumakatawan sa isang manipestasyon ng isang solong electroweak puwersa. Ito ay nakumpirma na sa pamamagitan ng ang katunayan na ang mga ito ay sama-sama sa mga enerhiya ng higit sa 100 GeV.

Minsan ito ay sinabi na ang mahinang pakikipag-ugnayan ay ipinahayag sa ang pagkabulok ng mga molecule. Gayunman mezhmolekulrnye pwersa ay electrostatic likas na katangian. Sila ay natuklasan sa pamamagitan ng Van der Waals at nagtataglay ng kaniyang pangalan.

Ang standard model

Ang mahinang pakikipag-ugnayan sa physics ay bahagi ng standard model - elementaryong partikulo teorya, na kung saan ay naglalarawan sa mga pangunahing istraktura ng matter, ang paggamit ng isang hanay ng mga eleganteng equation. Ayon sa modelong ito ng elementarya particle m. E. Iyon ay hindi maaaring nahahati sa mas maliit na mga bahagi, ang mga bloke ng gusali ng uniberso.

Isa tulad ng maliit na butil ay quark. Ang mga siyentipiko ay hindi magpahiwatig ang pagkakaroon ng isang bagay na mas maliit, ngunit ang mga ito ay naghahanap pa rin para sa. Mayroong 6 na uri o varieties ng quarks. Ilagay ang mga ito sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng mass:

• itaas;
• mas mababa;
• bansa;
• enchanted;
• kaibig-ibig;
• totoo.

Sa iba't-ibang mga kumbinasyon, bumubuo sila ng isang malawak na iba't-ibang mga uri ng mga subatomic particle. Halimbawa, protons at neutrons - malaking particle atomic nucleus - quark ay binubuo ng tatlong sa bawat isa. Dalawang upper at lower bumubuo proton. Upper at lower dalawang bumuo ng isang neutron. quark grade pagbabagong maaring makapagpabago proton sa isang neutron, sa gayon pagbabago ang isang elemento sa isa pa.

Ang isa pang uri ng tinga ay isang boson. Ang mga particle - vectors pakikipag-ugnayan, na kung saan ay binubuo ng mga beams ng enerhiya. Photons ay isang uri ng boson, gluons - ang isa. Ang bawat isa sa mga apat na pwersa ay ang resulta ng pakikipag-ugnayan ng palitan sa pagitan ng mga carrier. Strong pakikipag-ugnayan ay gluon at electromagnetic - poton. Graviton theoretically ay isang carrier ng ang puwersa ng grabidad, ngunit hindi ito ay natagpuan.

W- at Z-boson

Mahinang pakikipag-ugnayan ay mediated sa W- at Z-boson. Ang mga particle hinulaang sa pamamagitan ng Nobel laureates Steven Weinberg, Sheldon Glashow Abdus Salam at sa 60s ng huling siglo, at natagpuan ang mga ito sa 1983 sa European Organization para sa Nuclear Research CERN.

W-boson ay electrically sisingilin at ay naka-denote sa pamamagitan ng W ⁺ (positibo sisingilin) at W ^- (negatibong sisingilin). W-boson Binabago ang komposisyon ng particle. Na nagpapalabas ng electrically sisingilin W-boson, quark mahinang puwersa pagbabago sa grade, pag-on ng isang proton sa isang neutron o vice versa. Ito ay kung ano ang nagiging sanhi ng nuclear fusion at gumagawa ng mga bituin paso.

Reaksyon na ito ay lumilikha ng mas mabibigat na elemento na kalaunan ipinalabas sa espasyo sa pamamagitan ng mga pagsabog ng supernova, upang maging ang mga bloke ng gusali ng mga planeta, mga halaman, mga tao at lahat ng iba pa sa mundo.

neutral kasalukuyang

Z-boson ay walang kinikilingan at may mahinang neutral kasalukuyang. Nito pakikipag-ugnayan sa mga particle ay mahirap na matagpuan. Pang-eksperimentong mga paghahanap para sa W- at Z-boson noong 1960 na humantong siyentipiko sa teorya, pagsasama-sama ng electromagnetic at ang mahinang puwersa sa iisang "electroweak". Gayunpaman, ang teorya ay humingi na ang mga particles-carrier na maging walang timbang, ngunit siyentipiko ay may kilala na ang W-boson teorya ay dapat na mabigat na ipaliwanag ang maikling range. Theorists timbang W natupad sa account invisible mekanismo na tinatawag na Higgs mekanismo na nagbibigay ng para sa pagkakaroon Higgs.

Noong 2012, CERN inihayag na ang mga siyentipiko gamit pinakamalaking accelerator sa mundo - ang Large Hadron Collider - sinusunod ng isang bagong maliit na butil, "ang Higgs boson nararapat."

beta pagkabulok

Mahinang pakikipag-ugnayan ay manifested sa β-pagkabulok - isang proseso kung saan ang isang proton ay convert sa isang neutron at vice versa. Ito ay nangyayari kapag ang isang nucleus na may masyadong maraming mga neutrons o protons isa sa mga ito convert sa isa.

Beta pagkabulok ay maaaring gawin sa isa sa dalawang paraan:

1. Kapag beta-minus pagkabulok, minsan nakasulat na bilang β ^- pagkabulok, neutron hatiin sa isang proton at isang elektron antineutrino.
2. Mahinang pakikipag-ugnayan ay manifested sa pamamagitan ng pagkabulok ng atomic nuclei, paminsan-minsan nakasulat na bilang β ⁺ pagkabulok, kapag ang mga proton ay nahati sa isang neutron at positron neutrino.

Ang isa sa mga sangkap na maaari i-on sa isa, kapag isa sa kanyang mga neutron spontaneously transformed sa isang proton sa pamamagitan ng mga negatibong beta pagkabulok, o kapag ang isa sa kanyang mga protons spontaneously transformed sa isang neutron sa pamamagitan ng β ⁺ pagkabulok.

Double beta pagkabulok nangyayari kapag ang isang core 2 sa parehong oras transformed sa isang proton neutron 2 o vice versa, kung saan ang napalabas electron antineutrinos 2 2 at beta particle. Sa hypothetical Neutrinoless double beta pagkabulok ng mga neutrino ay nabuo.

Electron capture

Proton ay maaaring maging isang neutron sa pamamagitan ng isang proseso na tinatawag na electron capture o K-capture. Kapag ang kernel ay may isang labis na bilang ng mga protons na may kaugnayan sa ang bilang ng mga neutrons, electron, kadalasan mula sa loob ng mga elektron shell tulad ng bumabagsak na papunta sa nucleus. Electron orbitals nakunan ang ina nucleus, ang mga produkto na kung saan ay ang anak na babae nucleus at neutrino. Ang atomic number ng nucleus anak na babae nakuha ay decremented pamamagitan ng 1, ngunit ang kabuuang bilang ng mga proton at neutron ay nananatiling pareho.

thermonuclear reaksyon

Ang mahinang interaksiyon ay kasangkot sa nuclear fusion - ang reaksyon na supplies ang enerhiya ng araw at thermonuclear (hydrogen) bomba.

Ang unang hakbang sa pagsama-sama ng hydrogen ay isang banggaan ng dalawang protons na may sapat na lakas upang pagtagumpayan ang mutual pagkasuklam nadama sa pamamagitan ng mga ito dahil sa kanilang mga electromagnetic pakikipag-ugnayan.

Kung ang dalawang mga particle ay isinaayos malapit sa isa't isa, isang malakas na pakikipag-ugnayan ay maaaring iugnay ang mga ito. Lumilikha ito ng isang hindi matatag na form ng helium ⁽² Siya), na may isang core na may dalawang protons, hindi katulad ng matatag na form (Walang ^4), na kung saan ay may dalawang protons at dalawang neutrons.

Sa susunod na yugto ay dumating sa play mahinang interaksiyon. Dahil sa malaking kayamanan ng mga protons isa sa mga ito sumasailalim sa beta pagkabulok. Pagkatapos nito, ang iba pang mga reaksyon, kabilang ang intermediate pagbuo at fusion ng ³ Siya kalaunan bumuo ng isang matatag na ⁴ Siya.