Kio estas la malforta interago en fiziko?

La malforta interago - estas unu el la kvar fundamentaj fortoj kiuj regas la tutan aferon en la universo. La aliaj tri - gravito, elektromagnetismo kaj la forta nuklea forto. Dum aliaj fortoj teni aferojn kune, la malforta forto ludas gravan rolon en ilia detruo.

La malforta interago estas pli forta gravito, sed estas efika nur ĉe tre mallongaj distancoj. Forto agas sur la subatoma nivelo, kaj ludas decidan rolon en certigante la energion de la steloj kaj krei elementojn. Ĝi estas ankaŭ respondeca por granda parto de la natura radiado en la universo.

Fermi teorio

Itala fizikisto Enrico Fermi en 1933, evoluigis teorion por klarigi la malintegriĝo beta - la procezo de konvertiĝo de neŭtrono en protonon kaj elektrono movo, ofte referita en tiu kunteksto, la beta partiklo. Li difinis novan tipon de potenco, la tiel nomata malforta interago, kiu respondecis pri la kolapso, la fundamenta procezo de transformo de neŭtrono en protonon, elektronon kaj neŭtrino, kiu poste estis identigita kiel antineutrinos.

Fermi komence supozis, ke estis distanco de nulo kaj la Teno. Du partikloj estis adjoin devigi laborita. Ekde ĝi iĝis klare, ke la malforta interago efektive estas alloga forto, kiu manifestiĝas en ekstreme mallonga distanco, egala al 0.1% de protono diametro.

elektro-forto

La radioaktiva kadukiĝo de la malforta forto estas proksimume 100 000 fojojn pli malgranda ol la elektromagneta. Tamen, oni nun scias ke estas interne elektromagneta, kaj tiuj du klare malsamaj fenomenoj verŝajne reprezentas demonstracio de sola elektro-forton. Tiu estas konfirmita de la fakto, ke ili venas kune ĉe energioj pli ol 100 GeV.

Ĝi foje diris ke la malforta interago manifestas en la dekadenco de molekuloj. Tamen mezhmolekulrnye fortoj estas elektrostatika en naturo. Ili estis malkovritaj fare de Iras der Waals kaj portas sian nomon.

La norma modelo

La malforta interago en fiziko estas parto de la norma modelo - elementa partiklo teorio, kiu priskribas la fundamentan strukturon de la materio, uzante aron de eleganta ekvacioj. Laŭ tiu modelo la elementaj partikloj m. E. Tio ne esti dividita en pli malgrandaj partoj, estas la konstruelementoj de la universo.

Unu tia partiklo estas kvarko. Sciencistoj ne implicas la ekziston de iu pli malgranda, sed ili ankoraŭ estas serĉanta. Ekzistas 6 tipoj aŭ varioj de kvarkoj. Meti ilin en ordo de kreskanta maso:

• supra;
• malsupera;
• lando;
• sorĉita;
• bela;
• vera.

En diversaj kombinaĵoj, ili formas vastan gamon de tipoj de subatoma partikloj. Ekzemple, protonoj kaj neŭtronoj - grandaj partikloj atoma nukleo - kvarko konsistas el tri ĉiu. Du supra kaj malsupra konsistas protono. Supra kaj malsupra du formi neŭtrono. kvarko grado ŝanĝo povas ŝanĝi protono al neŭtrono, tiel transformante unu elemento al alia.

Alia tipo de partiklo estas bosono. Ĉi tiuj partikloj - vektoroj interago, kiu konsistas el traboj de energio. Fotonoj estas tipo de bosono, gluones - la alia. Ĉiu el tiuj kvar fortoj estas la rezulto de la interŝanĝo interago inter portantoj. Forta interago estas gluon kaj elektromagneta - fotono. Gravitón teorie estas portanto de la forto de gravito, sed ĝi ne estis trovita.

W- kaj Z-bosonoj

Malforta interago mediaciis W- kaj Z-bosonoj. Tiuj partikloj estis antaŭviditaj de Nobel premiitoj Steven Weinberg, Sheldon Glashow Abdus Salam kaj en la jaroj 60 de la lasta jarcento, kaj trovis ilin en 1983 ĉe la Eŭropa Organizo por Nuklea Esploro CERN.

Ok-bosonoj estas elektre ŝargita kaj estas signifita per W ⁺ (pozitive ŝargita) kaj Ok ^- (negative ŝarĝitaj). Ok-bosono ŝanĝas la komponado de la partikloj. Elsendante elektre ŝargita Ok-bosono, kvarko malforta forto ŝanĝas la grado, turnante protono en neŭtronon aŭ inverse. Jen kion kaŭzas fuzio kaj faras steloj brulas.

Tiu reago kreas pli pezaj elementoj kiuj eventuale elĵetitaj en la spacon per supernovao eksplodoj, fariĝi la konstruelementoj de planedoj, plantoj, homoj kaj ĉio alia en la mondo.

neŭtrala nuna

Z-bosono estas neŭtrala kaj havas malfortan neŭtrala fluo. Lia interago kun la partikloj estas malfacilaj de detekti. Eksperimentaj serĉoj por la W- kaj Z-bosonoj en la 1960 gvidis sciencistojn al la teorio, kombinante la elektromagneta kaj de la malforta forto en ununura "elektro-". Tamen, la teorio postulis ke la partikloj-portantoj esti weightless, sed sciencistoj scias, ke la Ok-bosono teorio devus esti peza por klarigi lian mallongaj gamo. Teoriistoj pezo Ok portis pro nevidebla mekanismo nomita mekanismo de Higgs, kiu antaŭvidas la ekziston de Higgs.

En 2012, CERN anoncis ke sciencistoj uzas la plej granda akcelilo - la Granda Koliziigilo de Hadronoj - observis novan eron, "la Bosono de Higgs konvena."

beta dekadenco

Malforta interago manifestas en β-kadukiĝo - procezo en kiu protono estas transformita al neŭtrono kaj inverse. Ĝi okazas kiam kerno kun tro multaj neŭtronoj aŭ protonoj el ili konvertiĝis al la alia.

Beta dekadenco povas esti farita en unu el du manieroj:

1. Kiam beta-minus dekadenco, kelkfoje skribita kiel β ^- kadukiĝo, neŭtronoj fendita en protono kaj elektrono antineutrino.
2. Malforta interago manifestigas la dekadenco de atomaj kernoj, foje skribita kiel β ⁺ kadukiĝo, kiam la protono estas fendita en neŭtronon kaj pozitrono neŭtrino.

Unu el la elementoj povas turni en la alia, kiam unu el liaj neŭtrono spontanee transformita en protono per la negativa malintegriĝo beta, aŭ kiam unu el liaj protonojn spontanee transformita en neŭtrono tra β ⁺ kadukiĝo.

Duobla malintegriĝo beta okazas kiam kerna 2 samtempe transformita en protono neŭtronoj 2 aŭ inverse, per la elsendita elektrono antineutrinos 2 2 kaj beta partikloj. En la hipoteza Neutrinoless duobla malintegriĝo beta de neŭtrinoj formiĝas.

elektrona kapto

Protono povas igi neŭtronoj per procezo nomita elektronika preno aŭ K-kapto. Kiam la kerno havas troon da protonoj en rilato al la kvanto de neŭtronoj, elektronoj, kutime de interne de la elektrona ŝelo kiel falanta en la nukleo. Elektrona orbitales kaptis la patrinon kerno, la produktoj kiuj estas la filino kerno kaj neŭtrino. La atomnumero de la filino kerno akiris estas decremented per 1, sed la totala kvanto de protonoj kaj neŭtronoj restas la sama.

termonuklea reago

La malforta interago estas implikita en fuzio - la reago kiun provizas la energion de la suno kaj termonuklea (hidrogeno) bombon.

La unua paŝo en la fandado de hidrogeno estas kolizio de du protonojn kun sufiĉa forto por venki la reciproka repulsión kiu sentas ilin pro ilia elektromagneta interago.

Se ambaŭ partikloj estas aranĝitaj proksime al unu la alian, forta interago povas asocii ilin. Ĉi tio kreas malstabila formo de heliumo ⁽² Li), kiu havas kernon kun du protonojn, male al la stabila formo (No ^4), kiu havas du protonoj kaj du neŭtronoj.

En la sekva stadio havas rolon malforta interago. Pro la sobreabundancia de protonoj el ili suferas malintegriĝo beta. Poste, la alia reago, inkluzive de mezaj stratumaroj kaj fandado de ³ Li eventuale formi stabilan ⁴ Li.