Oddziaływanie słabe


W oddziaływaniach słabych uczestniczą wszystkie cząstki za wyjątkiem fotonu oraz grawitonu (jeżeli istnieje). Oddziaływania słabe są o około 1000 razy słabsze od elektromagnetycznych i działają na bardzo małe odległości rzędu 10-18 m. Cząstkami, które przenoszą oddziaływania słabe są bozony: W+, W- oraz Z0.


Cząstka
Ładunek
Masa

+1
80,6

-1
80,6

0
91,2

Tabela: Zestawienie podstawowych własności (masa, ładunek) cząstek pośredniczących w oddziaływaniach słabych.

Bozony naładowane W+ i W- przenoszą ładunek elektryczny. Bozon neutralny, Z0 można uznać za swego rodzaju ciężki foton. O ile jednak foton nie ma masy (spoczynkowej) i oddziaływanie elektromagnetyczne (przez niego przenoszone) ma zasięg nieskończony, bozon Z0 ma dużą (jak na cząstki elementarne) masę a zasięg oddziaływania jest bardzo krótki. Bozon neutralny zosta l odkryty w CERN w 1973 a kierujący doświadczeniem Carlo Rubbia otrzymała w 1984 roku Nagrodę Nobla.

Oddziaływanie słabe odpowiedzialne jest za rozpad beta jąder atomowych. Rozpady beta, czyli emisja elektronu (plus antyneutrina i fotonu gamma) zachodzą w jądrach, które mają "nadmiar" neutronów. Tak na przykład, stabilnym izotopem kobaltu jest 27Co59. Izotop Co60 ma o jeden neutron "za dużo". W czasie połowicznego zaniku 5,3 roku, obrazowo, jeden z neutronów "zamienia się" się w proton a jądro
27Co60 w jądro żelaza 26Fe56.

Dzisiaj interpretujemy rozpad beta jako rozpad jednego kwarku down w kwark up. Bozony  W i Z pośredniczą w wielu innych reakcjach, jak rozpad kwarków top czy reakcjach rozpadu mezonów  

Przy wysokich energiach oddziaływanie słabe zaczyna działać podobnie jak siły elektromagnetyczne. Przy bardzo wysokich energiach siły elektromagnetyczne i słabe wydają się być bardzo blisko spokrewnione. Sheldon Glashow, Abdus Salam i Steven Weinberg w latach 50-tych XX wieku wskazali na analogie między oddziaływaniami elektromagnetycznymi i oddziaływaniami słabymi. Otrzymali oni za tą unifikację Nagrodę Nobla w 1979 roku. Teoria ta nosi nazwę oddziaływania elektrosłabego.

wróć

idź do spisu treści