Model oddziaływań słabych

Najwcześniej odkrytym przejawem oddziaływań słabych jest proces rozpadu promieniotwórczego beta. Jądra atomów zbudowane są z neutronów  oraz protonów.  Skład kwarkowy neutronów i protonów jest następujący:

Źródłem jądrowego promieniowania beta jest rozpad neutrów:

Zastąpienie jednego kwarku d w neutronie przez kwark u da inne połączenie kwarków (proton). Podstawową przyczyną promieniotwórczości beta jest więc rozpad kwarkowy. Przy rozpadzie tym kwark d przemienia się w kwark u:

Zatem:

Przemiana kwarku d na u jest wywołana przez oddziaływania słabe.

           
W oddziaływaniach elektromagnetycznych nośnikami są fotony, natomiast w oddziaływaniach silnych (kolorowych) są gluony. Także w oddziaływaniach słabych potrzebny jest nośnik  Klein w 1938 roku zaproponował, że nośnikami tymi będą bozony o spinie równym jedności. Nazwano je bozonami . Reakcja wygląda więc następująco:

Rys. Wyemitowanie przez kwark d bozonu  (zmiana na  kwark u).

 W oddziaływaniach słabych za pośrednictwem bozonów W następuje przemiana kwarku w inny kwark oraz leptonu w inny lepton:

, , ,

W latach 50-tych i 60-tych Julian Schwinger rozwinął hipotezę bozonów W. Zauważył on, że siły przekazywane za pośrednictwem bozonów  oraz  są znacznie słabsze niż siły elektromagnetyczne. Charakter sił słabych zależy nie tylko od natężenia bozonów W, ale także od masy tych bozonów. Im cięższy jest bozon, tym krótszy jest zasięg oddziaływania, w którym on pośredniczy. Oszacowano, że masa tego bozonu wynosi około 82 GeV. Wynika stąd, że zasięg oddziaływań słabych jest rzędu 10^-13 m.

idź do "oddziaływanie słabe"

idź do spisu treści