Was Sie über die schwache Kraft wissen müssen

Ian Cuming/Getty Images

Die schwache Kernkraft ist eine der vier Grundkräfte der Physik durch die Teilchen miteinander interagieren, zusammen mit der starken Kraft, der Schwerkraft und dem Elektromagnetismus. Im Vergleich zu beiden Elektromagnetismus und der starken Kernkraft hat die schwache Kernkraft eine viel schwächere Intensität, weshalb sie den Namen schwache Kernkraft hat. Die Theorie der schwachen Kraft wurde erstmals 1933 von Enrico Fermi vorgeschlagen und war damals als Fermi-Wechselwirkung bekannt. Die schwache Kraft wird durch zwei Arten von Messgeräten vermittelt Bosonen : das Z-Boson und das W-Boson.

Beispiele für schwache Kernkraft

Dabei spielt die schwache Wechselwirkung eine Schlüsselrolle radioaktiver Zerfall , die Verletzung sowohl der Paritätssymmetrie als auch der CP-Symmetrie und die Änderung des Geschmacks von Quarks (wie beim Beta-Zerfall). Die Theorie, die die schwache Kraft beschreibt, heißt Quanten-Flavour-Dynamik (QFD), die analog zur Quanten-Chromodynamik (QCD) für die starke Kraft und zur Quanten-Elektrodynamik (QFD) für die elektromagnetische Kraft ist. Die elektroschwache Theorie (EWT) ist das populärere Modell der Kernkraft.

Die schwache Kernkraft wird auch als schwache Kraft, schwache Kernwechselwirkung und schwache Wechselwirkung bezeichnet.

Eigenschaften der schwachen Wechselwirkung

Die schwache Kraft unterscheidet sich von den anderen Kräften, weil:

• Es ist die einzige Kraft, die die Paritätssymmetrie (P) verletzt.
• Es ist die einzige Kraft, die die Ladungsparitätssymmetrie (CP) verletzt.
• Es ist die einzige Interaktion, die eine Art von ändern kann Quark in einen anderen oder seinen Geschmack.
• Die schwache Kraft wird von Trägerpartikeln mit erheblichen Massen (etwa 90 GeV/c) übertragen.

Die Schlüsselquantenzahl für Teilchen in der schwachen Wechselwirkung ist eine physikalische Eigenschaft, die als schwacher Isospin bekannt ist, was der Rolle entspricht, die der elektrische Spin bei der elektromagnetischen Kraft und die Farbladung bei der starken Kraft spielt. Dies ist eine Erhaltungsgröße, was bedeutet, dass jede schwache Wechselwirkung am Ende der Wechselwirkung eine Gesamt-Isospin-Summe hat, die sie zu Beginn der Wechselwirkung hatte.

Die folgenden Teilchen haben einen schwachen Isospin von +1/2:

• Elektron Neutrino
• Myon Neutrino
• Neutrinozahl
• auf Quark
• Charme-Quark
• Top-Quark

Die folgenden Teilchen haben einen schwachen Isospin von -1/2:

• Elektron
• Myon
• Jawohl
• Down-Quark
• Seltsamer Quark
• Bottom-Quark

Das Z-Boson und das W-Boson sind beide viel massiver als die anderen Eichbosonen, die die anderen Kräfte vermitteln (die Photon für den Elektromagnetismus und das Gluon für die starke Kernkraft). Die Teilchen sind so massiv, dass sie in den meisten Fällen sehr schnell zerfallen.

Die schwache Kraft wurde zusammen mit der elektromagnetischen Kraft zu einer einzigen fundamentalen elektroschwachen Kraft vereint, die sich bei hoher Energie manifestiert (wie sie in Teilchenbeschleunigern zu finden ist). Diese Vereinigungsarbeit erhielt 1979 den Nobelpreis für Physik, und weitere Arbeiten zum Nachweis, dass die mathematischen Grundlagen der elektroschwachen Kraft renormierbar sind, erhielten 1999 den Nobelpreis für Physik.

Bearbeitet vonAnne Marie Helmenstine, Ph.D.