Was Sie über die schwache Kraft wissen müssen
Share
Die schwache Kernkraft ist eine der vier fundamentalen Kräfte der Physik, durch die Teilchen zusammen mit der starken Kraft, der Schwerkraft und dem Elektromagnetismus miteinander interagieren. Verglichen mit dem Elektromagnetismus und der starken Kernkraft hat die schwache Kernkraft eine viel geringere Intensität, weshalb sie den Namen schwache Kernkraft trägt. Die Theorie der schwachen Kraft wurde erstmals 1933 von Enrico Fermi vorgeschlagen und war damals als Fermis Wechselwirkung bekannt. Die schwache Kraft wird durch zwei Arten von Eichbosonen vermittelt: das Z-Boson und das W-Boson.
Beispiele für schwache Nuklearkräfte
Die schwache Wechselwirkung spielt eine Schlüsselrolle beim radioaktiven Zerfall, der Verletzung sowohl der Paritätssymmetrie als auch der CP-Symmetrie und der Veränderung des Quarkgeschmacks (wie beim Beta-Zerfall). Die Theorie, die die schwache Kraft beschreibt, heißt Quantenflavourdynamik (QFD), die analog zur Quantenchromodynamik (QCD) für die starke Kraft und zur Quantenelektrodynamik (QFD) für die elektromagnetische Kraft ist. Die Elektroschwächtheorie (EWT) ist das populärere Modell der Kernkraft.
Die schwache Kernkraft wird auch als die schwache Kraft, die schwache Kernwechselwirkung und die 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 verletzt (P).
- Es ist die einzige Kraft, die die Ladungsparitätssymmetrie (CP) verletzt..
- Es ist die einzige Interaktion, die eine Art von Quark in eine andere oder deren Geschmack umwandeln kann.
- Die schwache Kraft wird von Trägerteilchen mit erheblichen Massen (ca. 90 GeV / c) übertragen..
Die Schlüsselquantenzahl für Teilchen in der schwachen Wechselwirkung ist eine physikalische Eigenschaft, die als schwaches Isospin bekannt ist und der Rolle entspricht, die der elektrische Spin bei der elektromagnetischen Kraft und der Farbladung bei der starken Kraft spielt. Dies ist eine konservierte Größe, was bedeutet, dass jede schwache Wechselwirkung am Ende der Wechselwirkung eine Gesamtisospinsumme aufweist, wie zu Beginn der Wechselwirkung.
Die folgenden Partikel haben ein schwaches Isospin von +1/2:
- Elektronenneutrino
- Myon Neutrino
- Tau Neutrino
- up Quark
- Zauberquark
- Top Quark
Die folgenden Partikel haben ein schwaches Isospin von -1/2:
- Elektron
- Myon
- Tau
- Quark runter
- seltsamer Quark
- Bodenquark
Das Z-Boson und das W-Boson sind beide viel massiver als die anderen Messbosonen, die die anderen Kräfte vermitteln (das Photon für den Elektromagnetismus und das Gluon für die starke Kernkraft). Die Partikel sind so massiv, dass sie unter den meisten Umständen sehr schnell zerfallen.
Die schwache Kraft wurde zusammen mit der elektromagnetischen Kraft als eine einzige fundamentale elektroschwache Kraft vereinigt, die sich bei hoher Energie (wie sie in Teilchenbeschleunigern zu finden ist) manifestiert. Diese Vereinigungsarbeit erhielt 1979 den Nobelpreis für Physik, und weitere Arbeiten zum Nachweis, dass die mathematischen Grundlagen der elektroschwachen Kraft renormalisierbar sind, erhielten 1999 den Nobelpreis für Physik.
Herausgegeben von Anne Marie Helmenstine, Ph.D..
