مثير للإعجاب

ما تحتاج لمعرفته حول القوة الضعيفة

ما تحتاج لمعرفته حول القوة الضعيفة

القوة النووية الضعيفة هي واحدة من القوى الأساسية الأربعة للفيزياء التي من خلالها تتفاعل الجزيئات مع بعضها البعض ، إلى جانب القوة القوية والجاذبية والكهرومغناطيسية. بالمقارنة مع كل من الكهرومغناطيسية والقوة النووية القوية ، فإن القوة النووية الضعيفة لديها أضعف بكثير ، وهذا هو السبب في أنها تحمل اسم القوة النووية الضعيفة. اقترح إنريكو فيرمي نظرية القوة الضعيفة لأول مرة في عام 1933 وكان معروفًا في ذلك الوقت بتفاعل فيرمي. تتوسط القوة الضعيفة بنوعين من بوزونات القياس: بوزون زاي وبوسون دبليو.

أمثلة ضعيفة للقوة النووية

يلعب التفاعل الضعيف دورًا رئيسيًا في التحلل الإشعاعي ، وانتهاك تناظر التكافؤ وتماثل CP ، وتغيير نكهة الكواركات (كما هو الحال في تحلل بيتا). تسمى النظرية التي تصف القوة الضعيفة بالديناميك الفلافيني الكمومي (QFD) ، والذي يشبه الديناميكيات الديناميكية الكمومية (QCD) للقوة القوية والديناميكا الكهربائية الكمومية (QFD) للقوة الكهرومغناطيسية. نظرية الضعف الكهربائي (EWT) هي النموذج الأكثر شعبية للقوة النووية.

يشار إلى القوة النووية الضعيفة أيضًا باسم القوة الضعيفة والتفاعل النووي الضعيف والتفاعل الضعيف.

خصائص التفاعل الضعيف

تختلف القوة الضعيفة عن القوى الأخرى بسبب:

  • إنها القوة الوحيدة التي تنتهك تماثل التكافؤ (P).
  • إنها القوة الوحيدة التي تنتهك تماثل التكافؤ بين الشحنات (CP).
  • إنه التفاعل الوحيد الذي يمكن أن يغير نوعًا من كوارك إلى آخر أو نكهته.
  • يتم نشر القوة الضعيفة بواسطة جزيئات حاملة لها كتل مهمة (حوالي 90 جيف / ج).

رقم الكم الرئيسي للجزيئات في التفاعل الضعيف هو خاصية فيزيائية تُعرف باسم الإيزوسبين الضعيف ، وهو ما يعادل الدور الذي يلعبه الدوران الكهربائي في القوة الكهرومغناطيسية وشحنة اللون في القوة القوية. هذه كمية محفوظة ، مما يعني أن أي تفاعل ضعيف سيكون له مجموع إيزوسبين إجمالي في نهاية التفاعل كما كان في بداية التفاعل.

للجسيمات التالية إيزوسبين ضعيف قدره +1/2:

  • الإلكترون النيوترينو
  • ميون نيوترينو
  • تاو نيوترينو
  • يصل كوارك
  • سحر كوارك
  • كوارك أعلى

للجسيمات التالية إيزوسبين ضعيف قدره -1/2:

  • الإلكترون
  • الميون
  • تاو
  • كوارك أسفل
  • كوارك غريب
  • كوارك القاع

يعد كل من Z boson و w boson أكثر ضخامة من بوزونات المقياس الأخرى التي تتوسط في القوى الأخرى (الفوتون للكهرومغناطيسية والغلون للقوة النووية القوية). الجزيئات هائلة لدرجة أنها تتحلل بسرعة كبيرة في معظم الظروف.

تم توحيد القوة الضعيفة مع القوة الكهرومغناطيسية كقوة كهربية أساسية واحدة ، والتي تتجلى في طاقة عالية (مثل تلك الموجودة داخل مسرعات الجسيمات). حصل هذا التوحيد على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1979 ، كما حصل على المزيد من العمل لإثبات أن الأسس الرياضية لقوة الصعق الكهربائي حصلت على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1999.

حرره آن ماري هيلمنستين ، دكتوراه