Forța nucleară slabă este una dintre patru forțe fundamentale ale fizicii prin care particulele interacționează între ele, împreună cu forța puternică, gravitația și electromagnetismul. Comparativ cu ambele electromagnetism iar forța nucleară puternică, forța nucleară slabă are o intensitate mult mai slabă, motiv pentru care are denumirea de forță nucleară slabă. Teoria forței slabe a fost propusă pentru prima dată de Enrico Fermi în 1933 și era cunoscută la acea vreme drept interacțiunea lui Fermi. Forța slabă este mediată de două tipuri de ecartament bosoni: bosonul Z și bosonul W.
Exemple de forțe nucleare slabe
Interacțiunea slabă joacă un rol cheie în degradare radioactivă, încălcarea atât a simetriei parității, cât și a simetriei CP și modificarea aromei quark-urilor (ca în beta-descompunere). Teoria care descrie forța slabă se numește aromaticnodică cuantică (QFD), ceea ce este analog cu cromodinamica cuantica (QCD) pentru forta puternica si electrodinamica cuantica (QFD) pentru electromagnetica forta. Teoria electro-slabă (EWT) este modelul mai popular al forței nucleare.
Forța nucleară slabă mai este denumită forța slabă, interacțiunea nucleară slabă și interacțiunea slabă.
Proprietățile interacțiunii slabe
Forța slabă este diferită de celelalte forțe, deoarece:
- Este singura forță care încalcă paritatea-simetrie (P).
- Este singura forță care încalcă simetria sarcină-paritate (CP).
- Este singura interacțiune care poate schimba un fel de quark într-un altul sau aroma sa.
- Forța slabă este propagată de particule purtătoare care au mase semnificative (aproximativ 90 GeV / c).
Numărul cheie cuantic pentru particule în interacțiunea slabă este o proprietate fizică cunoscută sub numele de izospină slabă, care este echivalent cu rolul pe care îl are rotirea electrică în forța electromagnetică și încărcarea culorii în forța puternică. Aceasta este o cantitate conservată, ceea ce înseamnă că orice interacțiune slabă va avea o sumă totală de izospină la sfârșitul interacțiunii așa cum a fost la începutul interacțiunii.
Următoarele particule au o izospină slabă de +1/2:
- electron neutrino
- neutrin muon
- tau neutrino
- sus quark
- farmec quark
- top quark
Următoarele particule au o izospină slabă de -1/2:
- electron
- muon
- Tau
- jos quark
- straniu quark
- quark de jos
Bosonul Z și bosonul W sunt ambii mult mai masivi decât ceilalți bosoni de ecartament care mediază celelalte forțe ( foton pentru electromagnetism și gluonul pentru forța nucleară puternică). Particulele sunt atât de masive încât se descompun foarte repede în majoritatea circumstanțelor.
Forța slabă a fost unificată împreună cu forța electromagnetică ca o singură forță fundamentală electro-slabă, care se manifestă la o energie mare (cum ar fi cele care se găsesc în acceleratoarele de particule). Această lucrare de unificare a primit Premiul Nobel pentru fizică din 1979 și lucrările ulterioare pentru a demonstra că Bazele matematice ale forței electroweak au fost renormalizabile primite premiul Nobel din 1999 Fizică.
Editat de Anne Marie Helmenstine, Ph. D.