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.