Den svage atomkraft er en af fire fysiske kræfter gennem hvilke partikler interagerer med hinanden sammen med den stærke kraft, tyngdekraften og elektromagnetisme. Sammenlignet med begge dele elektromagnetisme og den stærke atomkraft, den svage kernekraft har en meget svagere intensitet, og det er grunden til, at den har navnet svag atomkraft. Teorien om den svage styrke blev først foreslået af Enrico Fermi i 1933 og blev på det tidspunkt kendt som Fermis interaktion. Den svage kraft formidles af to typer måler bosoner: Z boson og W boson.
Eksempler på svage kernekræfter
Den svage interaktion spiller en nøglerolle i Radioaktivt henfald, krænkelse af både paritetssymmetri og CP-symmetri og ændring af smagen af kvarker (som ved beta-forfald). Teorien, der beskriver den svage kraft kaldes kvante flavourdynamics (QFD), som er analog med kvante kromodynamik (QCD) for den stærke kraft og kvanteelektrodynamik (QFD) for den elektromagnetiske kraft. Elektro-svag teori (EWT) er den mere populære model for atomkraften.
Den svage atomkraft kaldes også den svage kraft, den svage nukleare interaktion og den svage interaktion.
Egenskaber ved den svage interaktion
Den svage kraft er forskellig fra de andre kræfter, fordi:
- Det er den eneste kraft, der krænker paritetssymmetri (P).
- Det er den eneste kraft, der krænker ladning-paritetssymmetri (CP).
- Det er den eneste interaktion, der kan ændre en slags kvark ind i en anden eller dets smag.
- Den svage kraft forplantes af bærepartikler, der har betydelige masser (ca. 90 GeV / c).
Det centrale kvanttal for partikler i den svage interaktion er en fysisk egenskab kendt som den svage isospin, som svarer til den rolle, som elektrisk spin spiller i den elektromagnetiske kraft og farveladning i den stærke kraft. Dette er en bevaret mængde, hvilket betyder, at enhver svag interaktion har en samlet isospin-sum i slutningen af interaktionen, som den havde i begyndelsen af interaktionen.
Følgende partikler har en svag isospin på +1/2:
- elektron neutrino
- muon neutrino
- tau neutrino
- op kvark
- charme quark
- øverste kvark
De følgende partikler har en svag isospin på -1/2:
- elektron
- muon
- tau
- ned kvark
- mærkelig kvark
- nederste kvark
Z boson og W boson er begge meget mere massiv end de andre gauge bosoner, der mægler de andre kræfter (the foton til elektromagnetisme og gluon til den stærke atomkraft). Partiklerne er så massive, at de forfalder meget hurtigt under de fleste omstændigheder.
Den svage kraft er blevet forenet sammen med den elektromagnetiske kraft som en enkelt grundlæggende elektrisk strømstyrke, der manifesterer sig ved høj energi (såsom dem, der findes i partikelacceleratorer). Dette foreningsarbejde modtog 1979 Nobelprisen i fysik og yderligere arbejde med at bevise, at matematiske fundamenter af elektrokkestyrken blev genormaliserbar modtog Nobelprisen i 1999 i Fysik.
Redigeret af Anne Marie Helmenstine, ph.d.