
弱力是四个基本力量控制宇宙中的所有物质(其他三个是重力,电磁和强力)。当其他部队将事物融合在一起时,弱力在崩溃或腐烂的事物中起着更大的作用。
弱力或弱相互作用比重力强,但仅在很短的距离上才有效。它在亚原子水平上起作用,并在驱动恒星和创造元素中起着至关重要的作用。它还负责宇宙中存在的许多自然辐射。托马斯·杰斐逊国家加速器设施(杰斐逊实验室)。
意大利物理学家Enrico Fermi1933年设计了一种理论来解释β衰变,这是核中的中子变成质子并排出电子的过程,在这种情况下通常称为β粒子。 ”“他定义了一种新型的力,即所谓的弱相互作用,是造成衰变的原因,其基本过程将中子变成了质子,电子和中微子,”后来被确定为抗神经诺里氏菌,他是意大利人的物理学历史学家朱利奥·马尔金斯(Giulio Maltese)写道的。人的颗粒,“ 2013年发表在《 Lettera Matematica》杂志上的一篇文章。
根据马耳他的说法,费米最初认为这涉及到零距离或粘合力的涉及,实际上这两个粒子实际上必须触摸力才能起作用。此后,弱力实际上是一种吸引力的力,在质子直径的大约0.1%的范围内起作用。高物理学,佐治亚州立大学制作的网站。
标准模型
弱力是粒子物理统治理论的一部分,标准型号欧洲核研究组织CERN表示,它使用“优雅的方程式”描述了物质的基本结构。在标准模型下,基本粒子(即不能将其分为较小的部分)是宇宙的组成部分。
这些粒子之一是夸克。科学家还没有看到任何迹象表明比夸克小的东西,但他们仍在寻找。夸克有六种类型或“风味”:上,向下,奇怪,魅力,底部和顶部(按质量升序)。在不同的组合中,它们形成了许多不同种类的亚原子粒子动物园。匹兹堡超级计算中心。例如,质子和中子是原子核的“大”颗粒,每个颗粒由三个夸克的束组成。两个起伏和一个下降质子;一个向上和两个跌倒成为中子。改变夸克的味道可以将质子变成中子,从而将元素变成不同的元素。
另一类基本粒子是玻色子。这些是由力量束组成的力载体颗粒。光子是一种玻色子。脾气是另一个。四个力中的每一个都来自力交换粒子的交换。强力由gluon携带,而电磁力由光子携带。从理论上讲,重力是力的载体粒子重力,但尚未找到。
W和Z玻色子
弱力是由W和Z玻色子携带的。这些颗粒是由诺贝尔奖获得者史蒂文·温伯格(Steven Weinberg),谢尔顿·萨拉姆(Sheldon Salam)和阿卜杜斯·格拉肖(Abdus Glashow)预测的,并于1983年在塞恩(Cern)发现。
W玻色子是电荷的,并由其符号指定:W+(积极充电)和W- (负责)。这W BOSON改变颗粒的构成。通过排放电动电荷的W玻色子,弱力会改变夸克的风味,这会导致质子变成中子,反之亦然。这就是触发的核融合据塞恩说,并导致星星燃烧。燃烧会产生较重的元素,这些元素最终被扔进超新星爆炸的太空,成为行星的基础,以及植物,人和地球上其他所有物品。
这Z Boson中性充电并带有较弱的中性电流。它与颗粒的相互作用很难检测到。发现W和Z玻璃体的实验导致了将电磁力和弱力结合到1960年代统一的“ electroweak”力的理论。但是,该理论要求携带力的颗粒是无质量的,科学家知道理论上必须很重以解释其短范围。根据欧洲核查所的说法,理论家通过引入一种名为希格斯机制的看不见的机制来解释W的质量,该机制要求存在希格斯玻色子。 2012年,CERN报道说,使用世界上最大的原子粉碎器的科学家观察到了一种新粒子,“与希格斯玻色子的外观一致”。
beta衰减
中子变成质子的过程,反之亦然,称为β衰变。根据劳伦斯·伯克利国家实验室(lbl),“β衰变发生在质子过多或中子太多的核中,其中一个质子或中子转化为另一个。”
根据LBL的说法,Beta衰减可以通过两种方式之一。在beta中减衰减,有时被注释为β- 衰减,中子衰变成质子,电子和抗肿瘤。在beta中加衰减,有时被注释为β+衰减,质子腐烂成一个中子,正电子和中微子。当它的一个中子之一通过beta减去质量自发变成质子,或者当其质子之一自发通过beta Plus decay变为中子时,一个元素可以变成另一个元素。
电子捕获
质子还可以通过称为电子捕获或K捕获的过程变成中子。当质子数量过多相对于核中的中子数量过多时,通常来自最内向的电子壳的电子似乎会落入细胞核中。马萨诸塞州理工学院核工程系的教授雅克琳·Yanch(Jacquelyn Yanch)在2001年的论文中”衰减机制,“”在电子捕获中,轨道电子被父核捕获,产物是子核和中微子。”所产生的子核的原子数减少了1,但质子和中子的总数保持不变。
核融合
弱力在核融合中起着重要作用,即驱动太阳和热核(氢)炸弹的反应。氢融合的第一步是用足够的能量粉碎两个质子,以克服由于电磁力而遭受的相互排斥。如果两个粒子可以彼此足够近,强力可以将它们绑在一起。这会产生一种不稳定的氦气(2He),具有带有两个质子的核,而不是稳定形式的氦(4他),有两个质子和两个中子。
下一步是弱力发挥作用的地方。由于质子过度不足,其中一对经历了β衰变。之后,其他随后的反应,包括中间形成和融合3他,最终形成稳定4他。
其他资源
- 杰斐逊实验室:首次确定的质子的弱点
- Cern解释了标准型号, 这W BOSON和Z Boson。
- 一个动画片内布拉斯加州林肯大学的网站可以看到氢腐烂成氦的氢。