Den svake atomstyrken er en av fire fysiske krefter gjennom hvilke partikler interagerer med hverandre, sammen med den sterke kraften, tyngdekraften og elektromagnetismen. Sammenlignet med begge deler elektromagnetisme og den sterke kjernefysiske styrken, den svake atomstyrken har en mye svakere intensitet, og det er grunnen til at den har navnet svak kjernekraft. Teorien om den svake kraften ble først foreslått av Enrico Fermi i 1933 og ble den gang kjent som Fermis samhandling. Den svake kraften er formidlet av to typer måler bosoner: Z boson og W boson.
Eksempler på svake kjernekraft
Det svake samspillet spiller en nøkkelrolle i radioaktivt forfall, brudd på både paritetssymmetri og CP-symmetri, og endre smaken på kvarker (som ved beta-forfall). Teorien som beskriver den svake kraften kalles quantum flavourdynamics (QFD), som er analog med kvante kromodynamikk (QCD) for den sterke kraften og kvanteelektrodynamikk (QFD) for den elektromagnetiske makt. Elektro-svak teori (EWT) er den mer populære modellen til kjernekraften.
Den svake kjernekraften omtales også som den svake kraften, den svake kjernefysiske samspillet og den svake interaksjonen.
Egenskaper ved det svake samspillet
Den svake kraften er forskjellig fra de andre kreftene fordi:
- Det er den eneste kraften som bryter paritetssymmetri (P).
- Det er den eneste styrken som bryter ladning-paritetssymmetri (CP).
- Det er det eneste samspillet som kan endre en slags kvark til en annen eller dens smak.
- Den svake kraften blir forplantet av bærerpartikler som har betydelige masser (ca. 90 GeV / c).
Det viktigste kvantetallet for partikler i den svake interaksjonen er en fysisk egenskap kjent som den svake isospin, som tilsvarer den rollen som elektrisk spinn spiller i den elektromagnetiske kraften og fargeladningen i den sterke kraften. Dette er en bevart mengde, noe som betyr at enhver svak interaksjon vil ha en total isospin-sum på slutten av interaksjonen slik den hadde i begynnelsen av interaksjonen.
Følgende partikler har en svak isospin på +1/2:
- elektron nøytrino
- muon neutrino
- tau neutrino
- opp kvark
- sjarmkvark
- toppkvark
Følgende partikler har en svak isospin på -1/2:
- elektron
- myon
- tau
- ned kvark
- rart kvark
- bunnkvark
Z boson og W boson er begge mye mer massive enn de andre målebosonene som formidler de andre kreftene (the foton for elektromagnetisme og gluon for den sterke kjernekraften). Partiklene er så massive at de forfaller veldig raskt i de fleste tilfeller.
Den svake kraften er blitt forent sammen med den elektromagnetiske kraften som en enkel grunnleggende elektroweak-kraft, som manifesterer seg med høy energi (slik som de som finnes i partikkelakseleratorer). Dette samlingsarbeidet fikk Nobelprisen i fysikk fra 1979, og videre arbeidet med å bevise at matematiske fundamenter i elektrokekraften kunne renormaliseres, fikk Nobelprisen 1999 i Fysikk.
Redigert av Anne Marie Helmenstine, ph.d.