Kas ir vāja mijiedarbība fiziku?

Vājā mijiedarbība - ir viens no četriem galvenajiem spēkiem, kas regulē visas visuma matērijas. Pārējās trīs - gravitācija, elektromagnētisms, un spēcīga mijiedarbība. Kamēr citi spēki turēt lietas kopā, vājš spēks ir svarīga loma viņu iznīcināšanu.

Vājā mijiedarbība ir spēcīgāka smaguma, bet tas ir efektīvs tikai ļoti nelielā attālumā. Force iedarbojas uz atomu līmenī, un tai ir izšķiroša nozīme, lai nodrošinātu enerģiju par zvaigznēm un radīt elementus. Tā ir atbildīga par lielu daļu dabisko starojumu Visumā arī.

Fermi teorija

Itāļu fiziķis Enrico Fermi 1933, izstrādāja teoriju, lai izskaidrotu beta pagrimums - procesu pārveidošanas neitronu stāšanās protonu un elektronu pārvietošanos, bieži minēta šajā kontekstā, beta daļiņu. Viņš definēja jauna veida varas, tā saukto vāja mijiedarbība, kas bija atbildīga par sabrukumu, pamata process transformācijas neitronu stāšanās protonu, elektronu un neitrīno, kas vēlāk tika identificēts kā antineutrinos.

Fermi sākotnēji pieņemts, ka attālums bija nulle un sajūgu. Divas daļiņas bija robežosies piespiest apstrādāti. Tā kļuva skaidrs, ka vāja mijiedarbība patiesībā ir pievilcīgs spēks, kas izpaužas ļoti īsu attālumu, kas vienāds ar 0,1% no protonu diametru.

electroweak spēks

Radioaktīvās sabrukšanas vāju spēku ir aptuveni 100 000 reižu mazāks nekā elektromagnētisko. Tomēr tagad ir zināms, ka tā ir iekšēji elektromagnētisko, un šīs divas krasi atšķirīgas parādības tiek uzskatīts, ka, lai pārstāvētu manifestāciju vienas electroweak spēkā. To apstiprina fakts, ka tie nāk kopā enerģiju vairāk nekā 100 GeV.

Tas dažkārt teikts, ka vāja mijiedarbība izpaužas sabrūkot molekulām. Tomēr mezhmolekulrnye spēki ir elektrostatiskās raksturs. Viņus atklāja Van der Vālsa un nes savu vārdu.

Standarta modelis

Vājais mijiedarbība fizikā ir daļa no standarta modeļa - elementārdaļiņu teoriju, kas apraksta pamatstruktūru jautājumu, izmantojot virkni elegantu vienādojumu. Saskaņā ar šo modeli par elementārdaļiņām esmu. E. To nevar sadalīt mazākās daļās, ir celtniecības bloki no Visuma.

Viens no šādiem daļiņu ir biezpiena. Zinātnieki nenozīmē, ka pastāv kaut ko mazāku, bet tie joprojām meklē. Ir 6 veidi vai šķirnes kvarki. Jāieliek secībā pieaugošā masas:

• augšējais;
• zemāks;
• valsts;
• enchanted;
• jauki;
• taisnība.

Dažādās kombinācijās, tie veido dažādus veidus subatomisko daļiņām. Piemēram, protoniem un neitroniem - lielām daļiņām atomu kodoliem - biezpiena sastāv no trim katra. Divu augšējo un apakšējo ietver protonu. Augšējā un apakšējā divi veido neitronu. biezpiena grade izmaiņas var mainīt protonu uz neitronus, tādējādi pārveidojot vienu elementu citā.

Vēl viens no daļiņu tips ir BOSON. Šīs daļiņas - vektori mijiedarbība, kas sastāv no sijām enerģiju. Fotoni ir par bozonu, gluons tips - otru. Katrs no šiem četriem spēkiem ir rezultāts apmaiņas mijiedarbību starp pārvadātājiem. Spēcīga mijiedarbība ir gluon un elektromagnētiskā - fotonu. Graviton teorētiski ir pārvadātājs ar gravitācijas spēku, taču tas netika atrasts.

W- un Z-bosons

Vāji mijiedarbība mediators ir W- un Z-bosons. Šīs daļiņas tika prognozēts pēc Nobela prēmijas laureāti Stīvens Veinbergs, Sheldon Glashow Abdus Salam un 60s pagājušā gadsimta, un atrada tos 1983. gada Eiropas Kodolpētījumu organizācijas CERN.

W-bosons ir elektriski lādētu un ir apzīmētas ar W ⁺ (pozitīvi lādētu) un W ^- (negatīvi lādētu). W-BOSON maina sastāvu daļiņu. Izdalot elektriski uzlādēts W-bozonu, biezpiena vājš spēks maina klasi, pagrieziena protonu par neitronu vai otrādi. Tas ir tas, kas izraisa kodolsintēzi un padara zvaigznes sadedzināt.

Šī reakcija rada smagāki elementi, kas galu galā izmests kosmosā ar supernovu sprādzieni, lai kļūtu celtniecības bloki planētu, augu, cilvēku un viss pārējais pasaulē.

neitrāls strāva

Z-BOSON ir neitrāla un ir vāja neitrālu strāvu. Tās mijiedarbība ar daļiņām ir grūti atklāt. Eksperimentālie meklēs w- un Z-bosons 1960 noveda zinātniekus teoriju, apvienojot elektromagnētisko un vājo spēku vienā "electroweak". Tomēr teorija pieprasīja, ka daļiņas-pārvadātāju būt viegls, taču zinātnieki ir zināms, ka W-BOSON teorija būtu smags, lai izskaidrotu savu īso diapazonu. Teorētiķi svars W veic konta neredzamais mehānismu sauc par Higsa mehānisms, kas paredz pastāvēšanas Higsa.

2012. gadā CERN paziņoja, ka zinātnieki, izmantojot pasaules lielāko gāzes pedāli - Large Hadron Collider - novērota jauna daļiņu, ka "Higsa bozons nepieciešams."

Beta sabrukšana

Vāji mijiedarbība izpaužas beta-pūšanas - procesu, kurā protonu tiek pārvērsta par neitronu un vice versa. Tā notiek, kad kodols pārāk daudz neitronu vai protonu viena no tām konvertēti uz otru.

Beta samazinājuma var izdarīt vienā no diviem veidiem:

1. Kad beta-mīnus samazinājuma, dažreiz rakstīts kā beta ^- samazinājuma, neitronu sadalīta protonu un elektronu antineutrino.
2. Vāja mijiedarbība izpaužas ar sabrūkot atomu kodoliem, dažreiz rakstīts kā beta ⁺ samazinājuma, kad protonu ir sadalīts neitronu un pozitronu neitrīno.

Viens no elementiem, var pagriezties no otras puses, kad viens no tās neitronu spontāni pārveidots protonu via negatīvo beta samazinājuma, vai tad, kad viens no tās protons spontāni pārvērsta par neitronu ar ß ⁺ samazinājuma.

Double beta pūšanas rodas, ja kodols 2 tajā pašā laikā pārvērsta protonu neitronu 2 vai otrādi, ar kuru izstarotās elektronu antineutrinos 2 2 un beta daļiņu. Jo hipotētiskā Neutrinoless dubulto beta sabrukšanas neitrīno veidojas.

Electron tveršanas

Protonu var pārvērsties par neitronu, izmantojot procesu, ko sauc par elektronu uzņemšanas vai K-sagūstīt. Kad kodola ir lieko protonu skaits saistībā ar neitronu skaitu, elektronu, parasti no iekšpuses elektronu čaulas kā iekrist kodolā. Electron orbitālēm notverti mātes kodolu, produktus, kas ir meita kodols un neitrīno. Atomu skaitu meitas kodola iegūto ir decremented par 1, bet kopējais skaits protoniem un neitroniem nemainās.

kodoltermiskā reakcija

Vājā mijiedarbība ir iesaistīts kodolsintēzi - to reakciju, kas piegādā enerģiju no saules un kodoltermiskā (ūdeņraža) bumbas.

Pirmais solis, apvienojoties ūdeņraža ir sadursme diviem protoniem ar pietiekamu spēku, lai pārvarētu savstarpēju riebumu izjūt tās sakarā ar to elektromagnētisko mijiedarbību.

Ja abi daļiņas ir izvietotas tuvu viens otram, spēcīga mijiedarbība var tos saistīt. Tas rada nestabilu formu hēlija ⁽² He), kurai ir kodols ar diviem protoniem, atšķirībā no stabilas formas (Nr ^4), kas ir diviem protoniem un diviem neitroniem.

Nākamajā posmā stājas play vāju mijiedarbību. Sakarā ar overabundance protonu viens no tiem iziet beta sabrukšana. Pēc tam, no otras puses reakcija, tostarp nepārtrauktās veidošanās un saplūšanas ³ He beidzot veidojot stabilu ⁴ He.