Weak interaction
-
История и свойства слабого взаимодействия
- Слабое взаимодействие — одно из четырёх фундаментальных взаимодействий в физике.
- Оно ответственно за радиоактивный распад атомов и участвует в ядерном делении и синтезе.
- Слабое взаимодействие ограничено субатомными расстояниями и слабее электромагнитного.
-
Стандартная модель и электрослабая теория
- Стандартная модель описывает электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия.
- Слабое взаимодействие происходит через обмен бозонами W+, W− и Z.
- Слабое взаимодействие нарушает симметрию и меняет flavour кварков.
-
История и открытия
- В 1933 году Энрико Ферми предложил первую теорию слабого взаимодействия.
- В 1950-х годах Ян и Ли предположили нарушение симметрии в слабом взаимодействии.
- В 1960-х годах Глашоу, Саламом и Вайнберг объединили электромагнитное и слабое взаимодействия в электрослабую теорию.
-
Свойства слабого взаимодействия
- Слабое взаимодействие меняет flavour кварков и нарушает симметрии.
- Оно имеет короткий эффективный радиус и низкую интенсивность.
- Слабое взаимодействие влияет на все фермионы и хиггсовский бозон, но не создаёт связанных состояний.
-
Примеры и процессы
- Слабое взаимодействие вызывает бета-распад и электронный захват.
- Слабое взаимодействие важно для синтеза гелия в звёздах.
- Слабое взаимодействие используется в радиоуглеродном датировании и радиолюминесценции.
-
Слабый изоспин и слабый гиперзаряд
- Слабый изоспин — квантовое число, ограничивающее взаимодействие с W±.
- Слабый гиперзаряд — генератор U(1) компонента электрослабой группы.
-
Типы слабого взаимодействия
- Заряженное взаимодействие: лептоны и кварки обмениваются W- и W+ бозонами, образуя нейтрино и кварки.
- Нейтральное взаимодействие: лептоны и кварки обмениваются Z-бозонами, вызывая отклонение нейтрино.
-
Заряженное взаимодействие
- Лептоны и кварки обмениваются W- и W+ бозонами.
- W-бозон нестабилен и быстро распадается.
- Пример: бета-распад нейтрона.
-
Нейтральное взаимодействие
- Лептоны и кварки обмениваются Z-бозонами.
- Z-бозон также быстро распадается.
- Нейтральное взаимодействие может отклонять любые фермионы.
-
Электроweak теория
- Стандартная модель описывает электромагнитное и слабое взаимодействия как единое электрослабое взаимодействие.
- Механизм Хиггса объясняет наличие массивных бозонов.
- Теория предсказала массы W и Z бозонов до их открытия.
-
Нарушение симметрии
- Слабое взаимодействие нарушает закон сохранения четности.
- V-A теория объясняет нарушение четности.
- CP-симметрия также нарушается, что объясняет преобладание материи над антиматерией.