Какво е най-слабото взаимодействие в областта на физиката

Най-слабото взаимодействие - е една от четирите фундаментални сили, които управляват цялата материя във Вселената. Другите три - гравитацията, електромагнетизма и силното взаимодействие. Докато другите сили държат нещата заедно, слабата сила играе важна роля в тяхното унищожаване.

Най-слабото взаимодействие е по-силна гравитация, но той е в сила само при много къси разстояния. Force действа на субатомно ниво и играе решаваща роля за осигуряване на енергия на звездите и създаване на елементи. Той е отговорен за голяма част от естествената радиация във Вселената.

Ферми теория

Италиански физик Енрико Ферми през 1933 г., разработена теория да обясни бета разпад - процесът на превръщане на неутрони в протонен и изместване на електрони, често наричани в този контекст, бета частица. Той определи нов тип енергия, така наречената слабото взаимодействие, който е отговорен за разпадането, основният процес на преобразуване на неутрони в протон, електрон и неутрино, които по-късно се идентифицира като antineutrinos.

Ферми първоначално приема, че не е на разстояние от нула и съединителя. Две частици са граничат да принуди проработи. Тъй като стана ясно, че слабото взаимодействие всъщност е сила на привличане, която е показана на изключително кратко разстояние, равно на 0,1% от диаметър на протон.

електрослабата сила

Радиоактивното разпадане на слабото взаимодействие е около 100 000 пъти по-малък от това на електромагнитната. Въпреки това, той сега е известно, че е вътрешно електромагнитна и тези две коренно различни явления се смята, че представлява проява на един-единствен електрослабата сила. Това се потвърждава и от факта, че те се събират при енергии над 100 GeV.

Понякога се казва, че слабото взаимодействие се проявява в разпадането на молекули. Въпреки mezhmolekulrnye сили са електростатични в природата. Те са били открити от Ван дер Ваалс и носи неговото име.

Стандартният модел

Слабата взаимодействието по физика е част от стандартния модел - елементарна теория на частиците, който описва основната структура на материята, като се използва набор от елегантни уравнения. Според този модел на елементарните частици, т.е.. Е. Това не може да се раздели на по-малки части, са градивните елементи на вселената.

Един такъв частиците е извара. Учените не предполагат съществуването на нещо по-малко, но те все още се търсят. Има 6 вида или разновидности на кварките. Поставете ги в реда на нарастване на маса:

В различни комбинации, те образуват голямо разнообразие от видове елементарни частици. Например, протони и неутрони - големи частици атомното ядро ​​- извара състои от три всеки. Две горната и долната съдържа протон. Горен и долен две образуване на неутрони. извара промяна клас може да промени протон на неутрони, при което се трансформира един елемент към друг.

Друг вид на частиците е бозон. Тези частици - вектори взаимодействия, които се състоят от енергийни греди. Фотоните са вид бозон, глуони - от друга. Всяка от тези четири сили е резултат на обмен взаимодействието между носители. Силна взаимодействие е глуонната и електромагнитни - фотон. Гравитон теоретично е носител на силата на гравитацията, но това не бе намерен.

W- и Z-бозони

Слаба взаимодействие се осъществява W- и Z-бозони. Тези частици бяха предсказани от нобелови лауреати Стивън Уайнбърг, Шелдън Glashow Абдус Салам и в 60-те години на миналия век, и да ги намерени през 1983 г. в Европейската организация за ядрени изследвания ЦЕРН.

W-бозони са електрически заредени и са отбелязани с W + (положително зареден) и W - (отрицателно зареден). W-бозон променя състава на частиците. Излъчващ електрически зареден W-бозон, извара слаба сила променя клас, превръщането на протона в неутрон или обратно. Това е, което причинява на ядрения синтез и прави звезди горят.

Тази реакция се създава по-тежки елементи, които в крайна сметка, изхвърлени в космоса от експлозии на свръхнови, за да стане градивните елементи на планети, растения, хора и всичко друго в света.

неутрален ток

Z-бозон е неутрален и има слаб неутрален ток. взаимодействието му с частиците е трудно да се открие. Експериментални търсения за W- и Z-бозоните през 1960 довели учените до теорията, съчетаващ електромагнитното и слабото взаимодействие в един "електрослабата". Въпреки това, теорията настоя, че частиците-носители да бъдат безтегловни, но учените са знаели, че теорията за W-бозон трябва да бъде тежка, за да обясни кратко неговия обхват. Теоретиците тегло W извършва за сметка невидим механизъм, наречен Хигс механизъм, който предвижда съществуването на Хигс.

бета разпад

Слаба взаимодействие се проявява в β-разпад - процес, при който протон се превръща в неутрон и обратно. Това се случва, когато ядро ​​с твърде много неутрони или протони един от тях се превръща в друга.

Бета гниене може да се направи в един от двата начина:

1. Когато бета-минус гниене, понякога написани като β - гниене, неутронно разделя на протон и електрон антинеутрино.
2. Слаба взаимодействие се проявява чрез разпадането на атомните ядра, понякога написани като β + гниене, когато протона се разделя на неутрони и позитрон неутрино.

Един от елементите може да се превърне в друга, когато един от неговите неутрони спонтанно се трансформира в протон чрез отрицателен бета разпад, или когато един от неговите протони спонтанно се трансформира в неутронна чрез β + разпад.

Двойна бета-разпад се случва, когато ядрото 2 в същото време се трансформира в протонната неутронен 2 или обратно, при което излъчената електрон antineutrinos 2 2 и бета частици. В хипотетичен Neutrinoless двойно бета разпад на неутрино са оформени.

улавяне Electron

Proton може да се превърне в неутронна чрез процес, наречен улавяне на електрони или K-заснемане. Когато ядрото има излишък брой протони във връзка с броя на неутроните, електрони, обикновено от вътрешната страна на електронната обвивка като попадащи в ядрото. Електронните орбити на заловени на майка ядрото, продуктите, които са ядрото на дъщеря и неутрино. Атомния номер на дъщеря ядро ​​получава се намалява с 1, но общият брой протони и неутрони остава същата.

термоядрена реакция

Слабото взаимодействие участва в ядрен синтез - реакцията който доставя енергия на слънце и термоядрен (водород) бомба.

Първата стъпка при сливането на водород е сблъсък на два протона с достатъчно сила, за да се преодолеят взаимното отблъскване усеща от тях поради тяхната електромагнитна взаимодействие.

Ако двете частици са разположени близо един до друг, силно взаимодействие може да ги свързват. Това създава нестабилна форма на хелий (2 He), която има ядро ​​с два протона, за разлика от стабилна форма (No 4), който има два протона и два неутрони.

В следващия етап влезе в игра слабо взаимодействие. Поради Голямото изобилие на протоните един от тях се подлага на бета-разпад. След това, други реакцията, включително междинно образуване и синтез на 3 Той евентуално образуват стабилна 4 Той.