Giriş: Dördüncü Kuvvet Nucleus

Doğanın dört temel kuvveti arasında – birlikte atomik, elektromagnetizm, güçlü nükleer kuvvet ve zayıf nükleer kuvvet – en zayıf etkileşim belki de en az sezgiseldir.Kaç ve elektromagnetizm, her gün dünyamıza sahiptir ve güçlü bir güç atomik çekirdekleri birbirine bağlar, bir elektronun ve güçlü bir şekilde zayıf bir şekilde değiştirmenin (vardırıcı) bir kuvvet olduğunu bilir.

Weak Nükleer Kuvvet Nedir?

Zayıf nükleer güç dört temel etkileşimden biridir ve bu, güçlü nükleer kuvvetin yaklaşık 10 -6 katıdır (yaklaşık 10 - 18 metre, bir tür kurk veya leptonu başka bir şekilde dönüştürmek için). Bu kısa menzil, büyük parçacıklar tarafından medyaya aktarıldığı için - WV-V91-X-ve yaklaşık 10-18 metreye ulaşır.

Adına rağmen, zayıf kuvvet daha az temel değildir. Birçok radyoaktivite biçiminden sorumludur, özellikle de füzyon adımları için gereklidir.([Döneticileri için de merkezi bir rol oynar).

Kısa Tarih: Fermi'nin Teorisinden Elektroweak Unification

Zayıf kuvvet anlaşılmadan önce, beta kendini bir bulmacaydı. 1920'lerde, beta çürümedeki elektronlar sürekli bir enerji spektrumuna sahip görünüyordu, 1930'da, Wolfgang Pauli [Dönetici] [Dönetici][Dönemli bir parçacık varlığını önerdi.[Dönemli bir enerji kaynağı değiştir]-bu, bir atomun ilk beton teorisi, atomun sürekli enerji tasarrufunun gelişmiş enerji akımına dönüştüğü gibi bir nokta gibi bir etki yarattı.

Fermi'nin teorisi oldukça başarılıydı, ancak anİLRAT:0) etkisiz [Dönetici] teorisi – daha sonra, kuantum alanı teorisinin gelişimi ve Sheldon Glashow tarafından elektromanyetik kuvvetler, Abdus Salam ve Steven Weinberg (Nobel 1979) zayıf ve sert vektör bosonların medyaya aktarıldığını açıkladı.

Beta Decay: Eylemde Weak Force

Beta Decay Nedir?

Beta çürümesi, dengesiz bir atom çekirdeğinin beta parçacığı (an elektron veya bir arkatron) ve bir ⁇ (veya antineutrino), elementin atom sayısını değiştirmektir. zayıf kuvvet, bu dönüşümün tek arabulucusudur, çünkü bu dörtlü rorks tadı değişebilir: beta-minus ( ⁇ ), beta-plus (+), ve elektron yakalama.

Beta-Minus Decay ( ⁇ )

Beta-minus çürümesinde, bir nötron (n) bir protona (p) değişiklikler yapılır ve bir elektron (e-) ve bir elektron antinutrino ( ⁇ )

[FONT:0] → p + e- + ⁇ [DÜT 1:2]).

Deprem seviyesinde, bir nötron iki alt kurktan oluşur ve bir tane kurk (d) Beta-minus çürümesi, bir tane dahakirli, bir sanal W- boson, o zaman bir elektron ve bir antinutrino'ya dönüşür.

Beta-Plus Decay (LR+)

Beta-plus çürümesi tam tersidir: nükleus içinde bir proton bir nötron haline dönüşür, bir pozitron (e+) ve bir elektron ⁇ ( ⁇ [D:0)

[FONT=0]=3|=0|===3|)

Bu süreç enerji gerektirir çünkü ücretsiz bir proton ücretsiz bir nötrondan daha hafiftir; bu nedenle, beta-plus çürümesi sadece bir viitron ve bir ⁇ . Beta-plus çürümesi, protonun yüksek oranda, yüksek çözünürlükte kullanılan protonda yüksek çözünürlükte, bir W+ bosonu ile meydana gelebilir, ki o zaman bir pozitif yönde azalır.

Electron Capture

Elektron yakalama, proton-zengin çekirdekleri için alternatif bir çürük modudur. Bir pozitron, nükleik bir içsel-shell elektronu yakalar ve bir proton oluşturmak için bir proton ile birleştirir:

[FONT:0]p + e- → n + ⁇ ).

Bu süreç aynı zamanda zayıf kuvvet tarafından da medyaya maruz kalıyor (bir W boson ile) ve bu, bir monoenerjik ⁇ yayıyor.

Mechanism: Weak Force Changes Quark Flavor

Quark Dönüşümleri ve W Boson

En temel düzeyde, zayıf kuvvet, eksiltme ve üst / alttakileri değiştirir: (Ce, +2/3) ve kurk (d, şarj) ile şarj edilen dörtlü bağlar, şarjlı bir çiftleri üç nesile değiştirir: bir W+ veya W-rk-parlak ile bir dörtlü bir dörtlülük bir dörtlülük arasındaki dörtlü bir dörtlülüklü bir yörüngeye dönüştürür.

Beta çürümesi için, ilgili geçiş d → u ( ⁇ için) veya u → d ( ⁇ için ⁇ +) Bu geçiş daha sonra lepton-anti-lepton çifti (örneğin, W + antineutrino) ile bağlantı kurmaktır. çünkü W boson son derece büyük (~80 GeV/c2), etkileşim çok kısa ayarlı ve düşük enerjilerde bir nokta gibi görünür.

Parity Violation: Weak Force'un Anahtar Bir İmzası

Diğer temel güçlerin aksine, zayıf etkileşimler pariteyi koruyor (solda simetri). 1956 yılında, [[Dönetici:2)Tsung-Dao Lee ve Chen-Ning Yang) zayıf etkileşimler içinde ihlal edilebilir; sonraki yıl, Chien-ung Wu'nun ünlü deneyi, aksi takdirde bunu doğru bir şekilde doğruluyor.

Beta Decay'nin Sonuçları ve Uygulamaları

Radyometrik Arkadaş

Belki de beta çürümesinin en iyi bilinen uygulaması radyokarbon dating, 14C'nin organik kalıntılarında stabil karbon-14 (14C) tarafından keşfedilen, kozmik ışın nötronları ile etkileşim halinde olan üst atmosferde üretilir.Diğer beta-decaying isototo, potasyum-40 gibi (+/electron) yarı-yaşamları ölçerek, yarı-yaşam kayaların yarısını ölçebilir, araştırmacılar ölüm zamanını tahmin edebilir.

Tıbbi Görüntüleme ve Terapi

Beta-decay isotopes nükleer tıpta önemli bir rol oynamaktadır. Positron flororine-18, karbon-11 ve oksijen-15, 5 inçlik bir optik aktivite oluşturmak için tespit edilebilir. Beta-minus jeneratif tedavi için kullanılır).

Nükleer Güç ve Reaktör Antineutrinos

Beta çürümesi aynı zamanda nükleer reaktörlerde rol oynar. uranyum-235'in fission ürünleri ve plutonyum-239, başarı ile ⁇ çürük, ısıyı ve sonunda stabilize edilen ⁇ ⁇ Tpes'in tespit edilmesi ve temel fizik deneyleri için kullanılır - özellikle de antineutrinos'un tespiti:0)Kamu)Kamu)

Cosmos'ta Weak Force: Stellar Fusion'dan Supernovae

Güneş'te Hidrojen Yanıyor

Zayıf güç olmadan, Güneş parlayacaktı. birincil proton-proton (pp) zincir iki proton ile çarpışıyor (2 He), bu hızla deuteryum olmak için hafifçe+ çürümeye neden oluyor, çünkü zayıf bir güç o kadar zayıf, bu tepki çok yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş, Güneş'in bir nötrona dönüştürülmesine izin veriyor: zayıf etkileşim yoluyla bir protonun dönüşümü deuteryum şeklinde olmalıdır.

Neutrinos, pp zincirinde ve daha sonra şubelerde (örneğin, 8B dem) doğrudan güneş içilmesini sağlar.TemizFLT:0)Sabahçe problemine ) - gözlemlenen elektron ⁇ lerin eksikliği teorik tahminlere kıyasla - nihayet zayıf etkileşimler için bir zaferdi - bu keşifler için gereken ve 2015 Nobel Fizik Ödülü tarafından Takaaki Kajita ve Arthur B. McDonald'a kadar onurlandırıldı.

Core-Collap Supernovae

Zayıf kuvvet aynı zamanda büyük yıldızların son anlarını kontrol eder. Bir demir çekirdeği çöktüğünde, yoğun yoğunluk ve sıcaklık, proton patlamalarının motorlar tarafından yakalanmasına neden olur (örneğin, zayıf kuvvetler tarafından medyaya konulan), nötronlar ve ⁇ ler üretmenin patlaması, temelin% 99'unu taşır.

Mevcut Araştırma ve Açık Sorular

Elektroweak Hassas Hassas Testleri

Parçacık fiziğinin Standart Modeli, zayıf etkileşimleri tarif etmede oldukça başarılı olmuştur. Ancak fizikçiler, Standart Modelin ötesinde yeni fizikleri gösteren tahminlerini test etmeye devam ederler.Muhtelif deneyi[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜNÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSTÜDÜSÜSÜSTÜDÜDÜDÜDÜSÜSÜSÜSTÜSTÜDÜSÜŞÜNÜSTÜDÜSTÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ

Neutrino Mass ve Doğa

Neutrinos zayıf etkileşimlerde oldukça heyecanlı üretilir, ancak kitleleri elektron kütlesinden en az milyon kez daha küçükdür.(Majorana parçacıkları)? Deneyler [Ücretsiz çift beta çürük gibi, varsayımsal bir süreç sadece büyükse keşiflerimiz zayıf ve önemli ölçüde güçlerimizi anlamak için izin verir.

Weak Force ve Beyond

Elektroweak teorisi, başarılı olsa da, açık sorular bırakır: Neden parite ihlal edilir? 2012 yılında keşfedilen, kitlelerin W ve Z bosonlarına verdiği, ancak yüksek manyetik alanlardan dolayı, nötron yıldızları veya yoğun plazmalarda - bilgilerimizin sınırlarına zorlamasını önerir.

Sonuç: The Quiet Architect of Change

Zayıf nükleer güç, ince ve filolu olsa da, zenginleştirme ustası, arkeolojide karbon-14'ün yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş bir süpernovanın patlayıcısı, Güneş'imizin sürekli parlakışı ve evrimleşmek için devam edecektir.

[0]Daha fazla okuma için, bakınız: Weak Interaction) ve ) Hayırbel Ödülü özeti için elektroweak unification[FLT: 4)[FLT: 5).