Zaif kuch koinotdagi barcha moddalarni boshqaradigan to'rtta asosiy kuchlardan biridir. Qolgan uchtasi - tortishish, elektromagnetizm va kuchli kuch. Boshqa kuchlar narsalarni birlashtirganda, zaif kuch ularni buzishda katta rol o'ynaydi.
Kuchsiz kuch tortishish kuchidan kuchliroq, lekin u faqat juda kichik masofalarda samarali. Kuch subatomik darajada ishlaydi va yulduzlarni energiya bilan ta'minlash va elementlarni yaratishda muhim rol o'ynaydi. Shuningdek, u koinotdagi tabiiy nurlanishning katta qismi uchun javobgardir.
Fermi nazariyasi
Italiyalik fizik Enriko Fermi 1933 yilda beta-parchalanishni, neytronni protonga aylantirish va elektronni chiqarib yuborish jarayonini tushuntirish uchun nazariyani ishlab chiqdi, bu ko'pincha bu kontekstda beta zarracha deb ataladi. U neytronning proton, neytrino va elektronga aylanishining asosiy jarayoni bo'lgan zaif kuch deb ataluvchi kuchning yangi turini aniqladi, keyinchalik u antineytrino sifatida aniqlandi.
Fermi dastlabnol masofa va yopishish bor deb faraz qilgan. Ikki zarracha kuch ishlashi uchun aloqada bo'lishi kerak edi. O'shandan beri kuchsiz kuch juda qisqa masofada o'zini ko'rsatadigan jozibali kuch ekanligi ma'lum bo'ldi, bu proton diametrining 0,1% ga teng.
Electroweak kuchi
Radioaktiv parchalanishda kuchsiz kuch elektromagnit kuchdan taxminan 100 000 marta kichikdir. Biroq, hozirgi vaqtda u elektromagnitga o'z-o'zidan teng ekanligi ma'lum va bu ikki xil ko'rinadigan hodisa yagona elektromagnit kuchning namoyon bo'lishi deb hisoblanadi. Bu ularning 100 GeV dan yuqori energiyalarda birlashishi bilan tasdiqlanadi.
Ba'zan ular zaif o'zaro ta'sir molekulalarning parchalanishida namoyon bo'lishini aytishadi. Ammo molekulalararo kuchlar elektrostatik xususiyatga ega. Ularni van der Vaals kashf etgan va uning nomi bilan atalgan.
Standart model
Fizikadagi zaif o'zaro ta'sir standart model - elementar zarralar nazariyasining bir qismi bo'lib, u nafis tenglamalar to'plamidan foydalangan holda materiyaning asosiy tuzilishini tavsiflaydi. Ushbu modelga ko'ra, elementar zarralar, ya'ni kichikroq qismlarga bo'linib bo'lmaydigan zarralar koinotning qurilish bloklari hisoblanadi.
Bu zarralardan biri kvarkdir. Olimlar kamroq narsa borligini taxmin qilishmaydi, lekin ular hali ham izlamoqdalar. Kvarklarning 6 turi yoki navi mavjud. Keling, ularni tartibga keltiraylikmassa ortishi:
- yuqori;
- pastroq;
- g'alati;
- sehrlangan;
- ajoyib;
- haqiqat.
Har xil birikmalarda ular juda koʻp turli xil subatomik zarrachalarni hosil qiladi. Masalan, proton va neytronlar - atom yadrosining yirik zarralari - har biri uchta kvarkdan iborat. Yuqoridagi ikkitasi va pastki qismi protonni tashkil qiladi. Yuqoridagi bir va ikkita pastki neytron hosil qiladi. Kvark turini o'zgartirish protonni neytronga aylantirishi va shu bilan bir elementni boshqasiga aylantirishi mumkin.
Elementar zarralarning yana bir turi bozondir. Bu zarralar o'zaro ta'sir tashuvchilar bo'lib, ular energiya nurlaridan iborat. Fotonlar bozonning bir turi, glyuonlar boshqasi. Ushbu to'rtta kuchning har biri o'zaro ta'sir tashuvchilar almashinuvining natijasidir. Kuchli o'zaro ta'sirni glyuon, elektromagnit ta'sirni esa foton amalga oshiradi. Graviton nazariy jihatdan tortishish kuchi tashuvchisidir, ammo u topilmadi.
W- va Z-bozonlar
Zaif o'zaro ta'sir W- va Z-bozonlari tomonidan amalga oshiriladi. Bu zarralar 1960-yillarda Nobel mukofoti laureatlari Stiven Vaynberg, Sheldon Salam va Abdus Gleshou tomonidan bashorat qilingan va 1983 yilda CERN Yevropa yadroviy tadqiqotlar tashkilotida topilgan.
W-bozonlari elektr zaryadlangan va W+ (musbat zaryadlangan) va W- (salbiy zaryadlangan) belgilari bilan belgilanadi.. W-bozon zarrachalar tarkibini o'zgartiradi. Elektr zaryadlangan Vt bozonni chiqarish orqali kuchsiz kuch kvark turini o'zgartirib, proton hosil qiladi.neytronga aylanadi yoki aksincha. Aynan shu narsa yadro sinteziga va yulduzlarning yonishiga olib keladi.
Bu reaktsiya ogʻirroq elementlarni hosil qiladi, ular oxir-oqibat oʻta yangi yulduz portlashlari natijasida koinotga tashlanadi va sayyoralar, oʻsimliklar, odamlar va Yerdagi boshqa barcha narsalarning qurilish bloklariga aylanadi.
Neytral oqim
Z-bozon neytral va zaif neytral oqimni tashiydi. Uning zarrachalar bilan o'zaro ta'sirini aniqlash qiyin. 1960-yillarda W- va Z-bozonlari boʻyicha olib borilgan eksperimental izlanishlar olimlarni elektromagnit va kuchsiz kuchlarni yagona “elektr oʻtkazgich”ga birlashtiruvchi nazariyaga olib keldi. Biroq, nazariya tashuvchi zarralarning vaznsiz bo'lishini talab qildi va olimlar nazariy jihatdan W bozoni qisqa masofani tushuntirish uchun og'ir bo'lishi kerakligini bilishdi. Nazariychilar W massasini Xiggs bozonining mavjudligini ta'minlovchi Xiggs mexanizmi deb ataladigan ko'rinmas mexanizmga bog'lashgan.
2012-yilda CERN ma'lum qilishicha, dunyodagi eng katta tezlatkich - Katta adron kollayderidan foydalangan olimlar "Xiggs bozoniga mos keladigan" yangi zarrachani kuzatganlar.
Beta Decay
Zaif o'zaro ta'sir b-emirilishda namoyon bo'ladi - protonning neytronga aylanishi jarayoni va aksincha. Bu juda ko'p neytron yoki protonga ega yadroda ulardan biri boshqasiga aylanganda sodir bo'ladi.
Beta-parchalanish ikki yoʻldan birida yuz berishi mumkin:
- Minus-beta-parchalanishda, ba'zan shunday yoziladib− -yemirilish, neytron proton, antineytrino va elektronga bo'linadi.
- Zaif oʻzaro taʼsir atom yadrolarining yemirilishida namoyon boʻladi, baʼzan esa b+ deb yoziladi-parchalanish, proton neytron, neytrino va pozitronga boʻlinganda.
Elementlardan biri boshqasiga aylanishi mumkin, agar uning neytronlaridan biri minus-beta-parchalanish orqali o'z-o'zidan protonga aylanganda yoki protonlaridan biri b+ orqali o'z-o'zidan neytronga aylanganda.-parchalanish.
Yadrodagi 2 proton bir vaqtda 2 ta neytronga yoki aksincha, 2 ta elektron-antineytrino va 2 ta beta zarrachaning chiqishi natijasida ikki karra beta-parchalanish sodir boʻladi. Neytrinosiz ikki tomonlama beta-parchalanishda neytrinolar ishlab chiqarilmaydi.
Elektron suratga olish
Proton elektronni tutib olish yoki K-tutish deb ataladigan jarayon orqali neytronga aylanishi mumkin. Yadroda protonlar soni neytronlar soniga nisbatan ko'p bo'lsa, elektron, qoida tariqasida, ichki elektron qobig'idan yadroga tushganga o'xshaydi. Orbitalning elektronini ona yadrosi ushlaydi, uning hosilalari qiz yadro va neytrinodir. Olingan qiz yadroning atom raqami 1 ga kamayadi, lekin proton va neytronlarning umumiy soni bir xil bo'lib qoladi.
Fuziya reaktsiyasi
Kuchsiz kuch yadro sintezida ishtirok etadi, bu reaktsiya quyosh va termoyadroviy (vodorod) bombalarini quvvatlantiradi.
Vodorod sintezidagi birinchi qadam ikkining toʻqnashuvidirprotonlar elektromagnit oʻzaro taʼsiri tufayli oʻzaro itarishni yengish uchun yetarli kuchga ega.
Agar ikkala zarracha bir-biriga yaqin joylashtirilsa, kuchli oʻzaro taʼsir ularni bogʻlashi mumkin. Bu barqaror shakldan (4He) farqli o'laroq, ikkita protonli yadroga ega bo'lgan geliyning beqaror shaklini (2He) hosil qiladi., ikkita neytron va ikkita protonga ega.
Keyingi qadam zaif shovqin. Protonlarning ko'pligi tufayli ulardan biri beta-parchalanadi. Shundan so'ng, boshqa reaktsiyalar, jumladan, oraliq hosil bo'lish va sintez 3He, oxir-oqibat barqaror 4He hosil qiladi.
