ما هو التفاعل الضعيف في الفيزياء؟

التفاعل الضعيف - هي واحدة من القوى الأساسية الأربعة التي تحكم كل المادة في الكون. الثلاثة الأخرى - الجاذبية، الكهرومغناطيسية، و التفاعل القوي. بينما القوى الأخرى عقد الأمور معا، وقوة ضعيفة تلعب دورا هاما في تدميرها.

التفاعل الضعيف هو الجاذبية أقوى، ولكنها لا تكون فعالة إلا في مسافات قصيرة جدا. تعمل القوة على المستوى دون الذري، ويلعب دورا حاسما في ضمان الطاقة من النجوم وخلق العناصر. كما أنها مسؤولة عن جزء كبير من الإشعاع الطبيعي في الكون.

نظرية فيرمي

وضعت الفيزيائي الايطالي إنريكو فيرمي في عام 1933، وهي نظرية لشرح تحلل بيتا - عملية تحويل النيوترون إلى بروتون وتشريد الإلكترون، وغالبا ما يشار إليه في هذا السياق، فإن جسيمات بيتا. وعرف نوع جديد من السلطة، ويسمى التفاعل الضعيف، الذي كان مسؤولا عن الانهيار، عملية الأساسية للتحول النيوترون إلى بروتون، إلكترون ونيوترينو، التي تم تحديدها في وقت لاحق كما antineutrinos.

فيرمي يفترض في البداية أن هناك مسافة الصفر والفاصل. ان اثنين من جزيئات ضمه لإجبار عمل. منذ أصبح واضحا أن التفاعل الضعيف هو في الواقع قوة جذابة، و التي تتجلى في مسافة قصيرة للغاية، أي ما يعادل 0.1٪ من قطر البروتون.

قوة الكهرضعيفة

و الاضمحلال الإشعاعي من القوة الضعيفة حوالي 100 000 مرة أصغر من الكهرومغناطيسية. ومع ذلك، فمن المعروف الآن أنه الكهرومغناطيسي داخليا، ويعتقد أن هذه ظاهرتين تختلف اختلافا واضحا تمثل مظهرا من مظاهر قوة الكهرضعيفة واحدة. وهذا ما تؤكده حقيقة أنها تأتي جنبا إلى جنب في الطاقات أكثر من 100 جيف.

يقال أحيانا أن التفاعل الضعيف يتجلى في اضمحلال الجزيئات. لكن القوات mezhmolekulrnye هي كهرباء في الطبيعة. تم اكتشافها من قبل فان دير فال وتحمل اسمه.

النموذج القياسي

التفاعل الضعيف في الفيزياء هو جزء من النموذج القياسي - نظرية الجسيمات الأولية، التي تصف البنية الأساسية للمادة، وذلك باستخدام مجموعة من المعادلات أنيقة. وفقا لهذا النموذج الجسيمات الأولية م. E. وهذا لا يمكن تقسيمها إلى أجزاء أصغر، هي لبنات بناء الكون.

واحدة من هذه الجسيمات هو الكوارك. العلماء لا تعني وجود شيء أصغر، لكنها لا تزال تبحث عنه. هناك 6 أنواع أو أصناف من الكواركات. وضعها في ترتيب زيادة الكتلة:

• العلوي.
• أقل؛
• البلد؛
• السحر.
• جميل؛
• صحيح.

في توليفات مختلفة، فإنها تشكل مجموعة واسعة من أنواع الجسيمات دون الذرية. على سبيل المثال، البروتونات والنيوترونات - الجزيئات الكبيرة نواة الذرة - الكوارك تتكون من ثلاثة لكل منهما. اثنين العلوي والسفلي يتكون البروتون. العلوي والسفلي هما تشكيل النيوترون. كوارك تغيير درجة يمكن أن يغير بروتون إلى نيوترون، وبالتالي تحويل عنصر إلى آخر.

نوع آخر من الجسيمات هو بوزون. هذه الجسيمات - ناقلات التفاعل، والتي تتكون من الحزم من الطاقة. الفوتونات هي نوع من بوسون، غلوونس - من جهة أخرى. كل من هذه القوى الأربع هي نتيجة للتفاعل التبادل بين الناقلين. التفاعل القوي هو غلوون والكهرومغناطيسية - الفوتون. Graviton نظريا هو الناقل من قوة الجاذبية، ولكن لم يتم العثور عليه.

W- وZ-بوزونات

وبوساطة التفاعل الضعيف W- وZ-بوزونات. وتوقع هذه الجسيمات من قبل الحائزين على جائزة نوبل ستيفين وينبرغ، شيلدون غلاشو أبدوس سلام وفي 60s من القرن الماضي، وعثر عليها في عام 1983 في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية CERN.

واتهم-بوزونات دبليو كهربائيا وتدل بواسطة W ⁺ (موجبة الشحنة) وW ^- (سالبة الشحنة). W-بوسون يغير من تكوين الجسيمات. ينبعث منها مشحونة كهربائيا W-بوسون، تغير كوارك قوة ضعيفة الصف، وتحول بروتون إلى نيوترون أو العكس بالعكس. وهذا ما يؤدي الاندماج النووي ويجعل النجوم تحترق.

هذا التفاعل يخلق عناصر أثقل أن طرد في نهاية المطاف الى الفضاء انفجارات السوبرنوفا، لتصبح اللبنات الأساسية للكواكب، والنباتات، والناس وكل شيء آخر في العالم.

تيار محايد

Z-بوسون محايدة ولها تيار محايد ضعيفة. تفاعله مع جزيئات من الصعب الكشف عنها. وأدت عمليات البحث التجريبية لW- وZ-البوزونات في 1960s العلماء لنظرية، والجمع بين الكهرومغناطيسية والقوة الضعيفة في واحد "الكهرباء الضعيفة". ومع ذلك، طالبت النظرية القائلة بأن الجسيمات الناقلين ليكون انعدام الوزن، ولكن العلماء المعروف أن نظرية بوزون W-يجب أن تكون ثقيلة لشرح مداه القصير. المنظرين الوزن W تقوم على حساب آلية غير مرئية تسمى آلية هيغز الذي ينص على وجود بوزون.

وفي عام 2012، أعلن CERN أن العلماء باستخدام أكبر مسرع في العالم - في مصادم هادرون الكبير - يلاحظ وجود جسيمات جديدة، "هيغز بوسون مناسبا."

تسوس بيتا

ويتجلى التفاعل الضعيف في بيتا تسوس - العملية التي يتم تحويلها بروتون إلى نيوترون والعكس بالعكس. وهو يحدث عندما تحويلها نواة مع عدد كبير جدا من النيوترونات أو البروتونات واحد منهم على الآخر.

تسوس بيتا يمكن أن يتم بإحدى الطريقتين التاليتين:

1. عندما تسوس بيتا ناقص، وكتب في بعض الأحيان كما β ^- الاضمحلال، وتقسيم النيوترون إلى بروتون وإلكترون مضاد النترينو.
2. ويتجلى التفاعل الضعيف من قبل اضمحلال نواة الذرة، وكتب في بعض الأحيان كما β ⁺ الاضمحلال، وعندما يتم تقسيم البروتون إلى نيوترون وبوزيترون نيوترينو.

يمكن للمرء أن العناصر تتحول في الآخر، عند واحد من النيوترونات التي تتحول من تلقاء أنفسهم إلى بروتون عن طريق تحلل بيتا سلبي، أو عند واحد من البروتونات لها تتحول من تلقاء أنفسهم إلى النيوترون من خلال β ⁺ الاضمحلال.

يحدث مزدوج تحلل بيتا عندما كور 2 في نفس الوقت تتحول إلى بروتون نيوترون 2 أو العكس بالعكس، حيث أن تنبعث الإلكترون antineutrinos 2 2 وبيتا الجسيمات. في افتراضية Neutrinoless تحلل بيتا المزدوج من النيوترونات تتشكل.

أسر الإلكترون

البروتون يمكن أن تتحول إلى نيوترونات من خلال عملية تسمى أسر الإلكترون أو K-الالتقاط. عندما يكون نواة لعدد الزائد من البروتونات فيما يتعلق عدد النيوترونات والإلكترونات، وعادة من داخل قذيفة الإلكترون مثل الوقوع في النواة. القبض على مدارات الإلكترون والنواة الأم، والمنتجات التي هي نواة ابنة ونيوترينو. وdecremented العدد الذري للنواة ابنة حصلت عليها 1، ولكن العدد الكلي للالبروتونات والنيوترونات لا يزال هو نفسه.

رد فعل حراري

وتشارك التفاعل الضعيف في الاندماج النووي - رد الفعل التي تزود الطاقة من (الهيدروجين) قنبلة الشمس ونووية.

الخطوة الأولى في اندماج الهيدروجين هو تصادم اثنين من البروتونات مع ما يكفي من القوة للتغلب على التنافر المتبادل شعرت بها بسبب تفاعلها الكهرومغناطيسي.

إذا تم ترتيب الجزيئات اثنين قريبة من بعضها البعض، والتفاعل القوي قد المنتسبين لهم. وهذا يخلق شكل غير مستقر من الهليوم ⁽² و)، التي لديها الأساسية مع اثنين من البروتونات، خلافا للشكل مستقر (رقم ^4)، الذي فقد اثنين من البروتونات واثنين من النيوترونات.

في المرحلة المقبلة يأتي دور التفاعل الضعيف. نظرا لفرط البروتونات واحد منهم يخضع لتحلل بيتا. بعد ذلك، رد فعل الآخرين، بما في ذلك تشكيل المتوسط وانصهار ³ وأخيرا تشكيل مستقر ⁴ و.