Silpnoji sąveika

Šiam straipsniui ar jo daliai trūksta išnašų į patikimus šaltinius. Jūs galite padėti Vikipedijai pridėdami tinkamas išnašas su šaltiniais.

Silpnoji sąveika arba silpnoji jėga (kartais – silpnoji branduolinė jėga) – viena iš fundamentaliųjų sąveikų, pasireiškianti beta skilimo (neutrono atomo branduolyje) metu ir subatominių dalelių tarpusavio sąveikoje. Sąveiką perneša W ir Z bozonai, o apibūdinimas „silpnoji“ kilęs iš to, jog ši jėga 10¹³ kartų silpnesnė už stipriąją sąveiką.

Savybės

Feinmano diagrama, vaizduojanti neutrono beta skilimo į fotoną ir elektroną per tarpininką W^– bozoną.

Silpnoji sąveika veikia visus kairiuosius leptonus ir kvarkus. Tai vienintelė sąveika veikianti neutrinus (išskyrus gravitoną, kuris nereikšmingas laboratorinėse skalėse). Silpnoji sąveika unikali kai kuriais atžvilgiais:

1. Vienintelė sąveika, kuri gali pakeisti aromatą.
2. Vienintelė sąveika, kuri pažeidžia lyginumo P simetriją (nes veikia tik kairines daleles). Taip pat ji vienintelė pažeidžia CP simetriją.
3. Ją perneša sunkieji sąveikos bozonai. Ši neįprasta savybė paaiškinama standartiniame modelyje Higso mechanizmu.

Dėl didelės silpnosios sąveikos dalelių nešėjų masės (apie 80, 90 GeV/c²), pagal neapibrėžtumo principą jų vidutinė gyvavimo trukmė ribota iki 3×10^–27 sekundžių. Todėl, net judant šviesos greičiu veikimo atstumas tesiekia 10^–18 metrų, t. y. apie 1000 kartų mažesnis atstumas, nei atomo branduolio skersmuo.

Sąveikos tipai

Yra trys silpnosios sąveikos tipai. Du iš jų apima bozonus su krūviais, todėl vadinamos „įkrautos srovės sąveikomis“, o trečioji vadinama „neutralios srovės sąveika“, nes ją perneša neutralus Z bozonas.

• Leptonas su krūviu (pvz., elektronas ar miuonas) gali išspinduliuoti ar sugerti W bozoną ir virsti į atitinkamą neutriną.
• Žemyn kvarkas (su krūviu –1/3 e) gali išspinduliuoti ar sugerti W bozoną ir virsti į aukštyn kvarkų superpoziciją. Ir atvirkščiai.
• Abu, leptonas arba kvarkas, gali išspinduliuoti arba sugerti Z bozoną

Elektrosilpnoji sąveika

Standartinis dalelių modelis elektromagnetinę sąveiką ir silpnąją sąveiką apibūdiną kaip dvi skirtingas elektrosilpnosios sąveikos išraiškas. Už šios teorijos sukūrimą Sheldon Glashow, Abdus Salam ir Steven Weinberg 1979 m. buvo apdovanoti Nobelio fizikos premija.

Pagal elektrosilpnąją teoriją, aukštose energijose visata turi keturis identiškus bemasius sąveikos bozonus, panašius į fotoną, ir skaliarinį Higso lauką. Tačiau žemose energijose Higso mechanizmas spontaniškai išardo Higso lauko simetriją. Šios simetrijos suardymas sukuria tris bemasius Goldstono bozonus, kurie absorbuojami trijų fotoniškų laukų, suteikiant jiems masę. Šie trys laukai tampa silpnosios sąveikos W ir Z bozonais. Ketvirtasis laukas – elektromagnetinės sąveikos fotonas – lieka bemasis.

Ši teorija leido apskaičiuoti Z bozono masę dar iki jo eksperimentinio atradimo. Pats Higso bozonas paskelbtas aptiktu CERN dalelių greitintuve 2012-ųjų liepos 4d.