Çfarë do të ndodhë nëse nuk ka ndërveprim të dobët. Forcat në natyrë

Bozonet vektoriale janë bartës të bashkëveprimit të dobët W + , W− dhe Z 0 . Në këtë rast, bëhet një dallim midis bashkëveprimit të të ashtuquajturave rryma të dobëta të ngarkuara dhe rrymave të dobëta neutrale. Ndërveprimi i rrymave të ngarkuara (me pjesëmarrjen e bozoneve të ngarkuar W± ) çon në ndryshimin e ngarkesave të grimcave dhe shndërrimin e disa leptoneve dhe kuarkeve në leptone dhe kuarkë të tjerë. Ndërveprimi i rrymave neutrale (me pjesëmarrjen e një bozoni neutral Z 0) nuk i ndryshon ngarkesat e grimcave dhe i shndërron leptonet dhe kuarket në të njëjtat grimca.

YouTube enciklopedik

• 1 / 5

  Duke përdorur hipotezën e Paulit, Enrico Fermi zhvilloi teorinë e parë të kalbjes beta në 1933. Është interesante që puna e tij u refuzua të botohej në revistë Natyra, duke cituar abstraktitetin e tepruar të artikullit. Teoria e Fermit bazohet në përdorimin e një metode kuantizimi dytësor, të ngjashme me atë që ishte aplikuar tashmë në atë kohë për proceset e emetimit dhe thithjes së fotoneve. Një nga idetë e shprehura në vepër ishte gjithashtu deklarata se grimcat që fluturonin nga një atom nuk përmbaheshin fillimisht në të, por lindën në procesin e ndërveprimit.

  Për një kohë të gjatë besohej se ligjet e natyrës janë simetrike në lidhje me reflektimin e pasqyrës, domethënë, rezultati i çdo eksperimenti duhet të jetë i njëjtë me rezultatin e një eksperimenti të kryer në një instalim simetrik pasqyrë. Kjo simetri është relative me përmbysjen hapësinore (që zakonisht shënohet si P) lidhet me ligjin e ruajtjes së barazisë. Sidoqoftë, në vitin 1956, kur morën parasysh teorikisht procesin e kalbjes së K-mesonëve, Yang Zhenning dhe Li Zongdao sugjeruan që ndërveprimi i dobët mund të mos i bindet këtij ligji. Tashmë në vitin 1957, grupi i Wu Jiansong konfirmoi këtë parashikim në një eksperiment mbi kalbjen β, i cili i dha Yang dhe Li çmimin Nobel në Fizikë për 1957. Më vonë i njëjti fakt u konfirmua në zbërthimin e muonit dhe grimcave të tjera.

  Për të shpjeguar faktet e reja eksperimentale, në 1957, Murray Gell-Mann, Richard Feynman, Robert Marchak dhe George Sudarshan zhvilluan një teori universale të ndërveprimit të dobët të katër fermioneve, të quajtur V − A-teoritë.

  Në përpjekje për të ruajtur simetrinë maksimale të mundshme të ndërveprimeve, L. D. Landau në 1957 sugjeroi që edhe pse P-Simetria prishet në ndërveprime të dobëta në to duhet të ruhet simetria e kombinuar C.P.- një kombinim i reflektimit të pasqyrës dhe zëvendësimit të grimcave me antigrimca. Megjithatë, në vitin 1964, James Cronin dhe Val Fitch gjetën një shkelje të dobët në prishjen e kaonëve neutralë. C.P.-barazi. Ndërveprimi i dobët rezultoi të ishte përgjegjës edhe për këtë shkelje, për më tepër, teoria në këtë rast parashikonte që përveç dy brezave të kuarkeve dhe leptoneve të njohura në atë kohë, duhet të kishte të paktën një brez më shumë. Ky parashikim u konfirmua fillimisht në vitin 1975 me zbulimin e tau leptonit, dhe më pas në 1977 me zbulimin e kuarkut b. Cronin dhe Fitch morën çmimin Nobel në Fizikë në vitin 1980.

  Vetitë

  Të gjithë fermionet themelore (leptonet dhe kuarkët) marrin pjesë në bashkëveprim të dobët. Ky është i vetmi ndërveprim në të cilin marrin pjesë neutrinot (përveç gravitetit, i cili është i papërfillshëm në kushte laboratorike), gjë që shpjegon fuqinë depërtuese kolosale të këtyre grimcave. Ndërveprimi i dobët lejon leptonët, kuarkët dhe antigrimcat e tyre të shkëmbejnë energjinë, masën, ngarkesën elektrike dhe numrat kuantikë - domethënë të kthehen në njëri-tjetrin.

  Ndërveprimi i dobët e ka marrë emrin nga fakti se intensiteti i tij karakteristik është shumë më i ulët se ai i elektromagnetizmit. Në fizikën elementare të grimcave, intensiteti i një ndërveprimi zakonisht karakterizohet nga shpejtësia e proceseve të shkaktuara nga ky ndërveprim. Sa më shpejt të ndodhin proceset, aq më i lartë është intensiteti i ndërveprimit. Në energjitë e grimcave ndërvepruese të rendit 1 GeV, shpejtësia karakteristike e proceseve të shkaktuara nga bashkëveprimi i dobët është rreth 10 −10 s, që është afërsisht 11 rend magnitudë më e madhe se për proceset elektromagnetike, domethënë proceset e dobëta janë procese jashtëzakonisht të ngadalta. .

  Një karakteristikë tjetër e intensitetit të ndërveprimit është rruga e lirë e grimcave në një substancë. Pra, për të ndaluar një hadron fluturues për shkak të ndërveprimit të fortë, kërkohet një pllakë hekuri disa centimetra e trashë. Dhe një neutrino, e cila merr pjesë vetëm në ndërveprimin e dobët, mund të fluturojë përmes një pllake miliarda kilometra të trashë.

  Ndër të tjera, ndërveprimi i dobët ka një gamë shumë të vogël veprimi - rreth 2·10 -18 m (kjo është afërsisht 1000 herë më e vogël se madhësia e bërthamës). Është për këtë arsye që, pavarësisht nga fakti se bashkëveprimi i dobët është shumë më intensiv se bashkëveprimi gravitacional, rrezja e të cilit është e pakufizuar, ai luan një rol dukshëm më të vogël. Për shembull, edhe për bërthamat e vendosura në një distancë prej 10−10 m, ndërveprimi i dobët është më i dobët jo vetëm se elektromagnetik, por edhe gravitacional.

  Në këtë rast, intensiteti i proceseve të dobëta varet fuqishëm nga energjia e grimcave ndërvepruese. Sa më e lartë të jetë energjia, aq më i lartë është intensiteti. Për shembull, për shkak të ndërveprimit të dobët, një neutron, çlirimi i energjisë gjatë zbërthimit beta të të cilit është afërsisht 0.8 MeV, prishet në një kohë prej rreth 10 3 s, dhe një Λ-hiperon me një çlirim energjie afërsisht njëqind herë më shumë - tashmë në 10 −10 s. E njëjta gjë është e vërtetë për neutrinot energjike: seksioni kryq për bashkëveprimin me një nukleon të një neutrine me një energji prej 100 GeV është gjashtë rend magnitudë më i madh se ai i një neutrine me një energji prej rreth 1 MeV. Megjithatë, në energjitë e rendit të disa qindra GeV (në kuadrin e qendrës së masës së grimcave që përplasen), intensiteti i bashkëveprimit të dobët bëhet i krahasueshëm me energjinë e bashkëveprimit elektromagnetik, si rezultat i të cilit ato mund të përshkruhen në mënyrë të unifikuar si ndërveprimi elektro-dobët.

  Ndërveprimi i dobët është i vetmi ndërveprim themelor për të cilin ligji i ruajtjes së barazisë nuk plotësohet, kjo do të thotë se ligjet që rregullojnë proceset e dobëta ndryshojnë kur sistemi pasqyrohet. Shkelja e ligjit të ruajtjes së barazisë çon në faktin se i nënshtrohen vetëm grimcat majtas (rrotullimi i të cilave drejtohet kundër vrullit), por jo ato djathtas (tjerrja e të cilave është në të njëjtin drejtim me momentin). ndaj ndërveprimit të dobët dhe anasjelltas: antigrimcat e dorës së djathtë bashkëveprojnë dobët, por ato me dorën e majtë janë inerte.

  Përveç barazisë hapësinore, ndërveprimi i dobët gjithashtu nuk ruan paritetin e kombinuar të ngarkesës hapësirë, domethënë, i vetmi ndërveprim i njohur shkel parimin C.P.-pandryshueshmëria.

  Përshkrimi teorik

  Teoria e Fermit

  Teoria e parë e ndërveprimit të dobët u zhvillua nga Enrico Fermi në vitet 1930. Teoria e tij bazohet në një analogji formale midis procesit të β-zbërthimit dhe proceseve elektromagnetike të emetimit të fotonit. Teoria e Fermit bazohet në bashkëveprimin e të ashtuquajturave rryma hadronike dhe leptonike. Për më tepër, në kontrast me elektromagnetizmin, supozohet se ndërveprimi i tyre është i një natyre kontakti dhe nuk nënkupton praninë e një bartësi të ngjashëm me një foton. Në shënimin modern, ndërveprimi ndërmjet katër fermioneve kryesore (protonit, neutronit, elektronit dhe neutrinos) përshkruhet nga një operator i formës

  G F 2 p ¯ ^ n ^ ⋅ e ¯ ^ ν ^ (\displaystyle (\frac (G_(F))(\sqrt (2)))(\hat (\overline (p)))(\hat (n) )\cdot (\kapelë (\linja e sipërme (e)))(\kapelë (\nu ))),

  Ku G F (\displaystyle G_(F))- e ashtuquajtura konstante Fermi, numerikisht e barabartë me afërsisht 10 −48 J/m³ ose 10 − 5 / m p 2 (\shfaqja e stilit 10^(-5)/m_(p)^(2)) (m p (\displaystyle m_(p))- masa protonike) në sistemin e njësive, ku ℏ = c = 1 (\displaystyle \hbar =c=1); p ¯ ^ (\displaystyle (\kapelë (\overline (p))))- operatori i krijimit të protonit (ose shkatërrimit të antiprotonit), n ^ (\displaystyle (\kapelë (n)))- operatori i shkatërrimit të neutroneve (lindja e antineutroneve), e ¯ ^ (\displaystyle (\kapelë (\overline (e))))- operatori i krijimit të elektroneve (shkatërrimi i pozitronit), ν ^ (\displaystyle (\kapelë (\nu)))- operator i shkatërrimit të neutrinos (lindja e antineutrinos).

  Puna p ¯ ^ n ^ (\displaystyle (\hat (\ overline (p)))(\hat (n))), përgjegjës për transferimin e një neutroni në një proton, quhet rryma e nukleonit dhe e ¯ ^ ν ^ , (\displaystyle (\hat (\ overline (e)))(\hat (\nu )),) shndërrimi i një elektroni në një neutrino - lepton. Supozohet se këto rryma, të ngjashme me rrymat elektromagnetike, janë 4-vektorë p ¯ ^ γ μ n ^ (\shfaqja e stilit (\kapelë (\ mbivendosje (p)))\gama _(\mu )(\kapelë (n))) Dhe e ¯ ^ γ μ ν ^ (\displaystyle (\hat (\ overline (e)))\gama _(\mu )(\hat (\nu ))) (γ μ , μ = 0 … 3 (\stil ekrani \gama _(\mu),~\mu =0\pika 3)- Matricat Dirak). Prandaj, ndërveprimi i tyre quhet vektor.

  Një ndryshim domethënës midis rrymave të dobëta të futura nga Fermi dhe ato elektromagnetike është se ato ndryshojnë ngarkesën e grimcave: një proton i ngarkuar pozitivisht bëhet një neutron neutral dhe një elektron i ngarkuar negativisht bëhet një neutrino neutrale. Në këtë drejtim, këto rryma quhen rryma të ngarkuara.

  Teoria universale V-A

  Teoria universale e ndërveprimit të dobët, e quajtur gjithashtu V−A-teoria, u propozua në vitin 1957 nga M. Gell-Mann, R. Feynman, R. Marshak dhe J. Sudarshan. Kjo teori mori parasysh faktin e vërtetuar së fundmi të shkeljes së barazisë ( P-simetri) me ndërveprim të dobët. Për këtë qëllim, rrymat e dobëta u paraqitën si shuma e rrymës vektoriale V dhe boshtore A(prandaj dhe emri i teorisë).

  Rrymat vektoriale dhe boshtore sillen saktësisht njësoj në transformimet e Lorencit. Megjithatë, gjatë përmbysjes hapësinore, sjellja e tyre është e ndryshme: rryma vektoriale mbetet e pandryshuar gjatë këtij transformimi, por rryma aksiale ndryshon shenjën, gjë që çon në shkeljen e barazisë. Përveç kësaj, rrymat V Dhe A ndryshojnë në të ashtuquajturin barazi ngarkese (shkel C-simetri).

  Në mënyrë të ngjashme, rryma hadronike është shuma e rrymave të kuarkut të të gjitha gjeneratave ( u- sipërme, d- më e ulët, c- i magjepsur, s- e çuditshme, t- e vertete, b- kuarkë të lezetshëm):

  u ¯ ^ d ' ^ + c ¯ ^ s ' ^ + t ¯ ^ b ' ^ .

  (\displaystyle (\hat (\overline (u)))(\hat (d^(\prime )))+(\hat (\overline (c)))(\hat (s^(\prime ))) +(\hat (\mbi vijë (t)))(\kapelë (b^(\prime ))).) Ndryshe nga rryma e leptonit, megjithatë, këtu operatorët d ′ ^ , (\displaystyle (\hat (d^(\prime ))),) Dhe s ' ^ (\displaystyle (\hat (s^(\prime )))) b ′ ^ (\displaystyle (\hat (b^(\prime )))) përfaqësojnë një kombinim linear operatorësh d ^ , (\displaystyle (\kapelë (d)),) Dhe s ^ (\displaystyle (\kapelë (s))) b ^ , (\displaystyle (\kapelë (b)),) C.P. domethënë, rryma hadronike përmban gjithsej jo tre, por nëntë terma. Këto terma mund të kombinohen në një matricë 3x3, e quajtur matrica Cabibbo - Kobayashi - Maskawa. Kjo matricë mund të parametrizohet me tre kënde dhe një faktor fazor. Kjo e fundit karakterizon shkallën e shkeljes

  -pandryshueshmëria në ndërveprim të dobët.

  Të gjithë termat në rrymën e ngarkuar janë shuma e vektorëve dhe operatorëve boshtorë me faktorë të barabartë me një.

  Ku L = G F 2 j w ^ j w † ^ , (\displaystyle (\mathcal (L))=(\frac (G_(F))(\sqrt (2)))(\hat (j_(w)))(\ kapelë (j_(w)^(\kamë )))) j w ^ (\displaystyle (\kapelë (j_(w)))) është operatori aktual i ngarkuar, dhe j w † ^ (\displaystyle (\hat (j_(w)^(\kamë )))) - konjugohet me të (përfituar duke zëvendësuar u ¯ ^ d ^ → d ¯ ^ u ^ (\displaystyle (\hat (\overline (u)))(\hat (d))\arrow djathtas (\hat (\ overline (d)))(\hat (u ))) etj.)

  Teoria Weinberg-Salam

  Në formën e tij moderne, ndërveprimi i dobët përshkruhet si pjesë e një ndërveprimi të vetëm elektro-dobët brenda kornizës së teorisë Weinberg-Salam. Kjo është një teori kuantike e fushës me një grup matës S.U.(2)× U(1) dhe simetria e prishur spontanisht e gjendjes së vakumit të shkaktuar nga veprimi i fushës së bosonit Higgs. Prova e rinormalizimit të një modeli të tillë nga Martinus Veltman dhe Gerard 't Hooft iu dha Çmimi Nobel në Fizikë për vitin 1999.

  Në këtë formë, teoria e ndërveprimit të dobët përfshihet në Modelin standard modern dhe është i vetmi ndërveprim që thyen simetritë. P Dhe C.P. .

  Sipas teorisë së ndërveprimit elektrodobët, ndërveprimi i dobët nuk është kontakt, por ka bartësit e vet - bozonet vektoriale. W + , W− dhe Z 0 me masë jo zero dhe spin të barabartë me 1. Masa e këtyre bozoneve është rreth 90 GeV/c², e cila përcakton rrezen e vogël të veprimit të forcave të dobëta.

  Në të njëjtën kohë, bozone të ngarkuara W± janë përgjegjës për bashkëveprimin e rrymave të ngarkuara dhe ekzistencën e një bozoni neutral Z 0 nënkupton edhe ekzistencën e rrymave neutrale. Rryma të tilla u zbuluan vërtet eksperimentalisht. Një shembull i ndërveprimit që përfshin ato është, në veçanti, shpërndarja elastike e një neutrine nga një proton. Në ndërveprime të tilla, si pamja e grimcave ashtu edhe ngarkesat e tyre ruhen.

  Për të përshkruar ndërveprimin e rrymave neutrale, Lagranzhi duhet të plotësohet me një term të formës

  L = G F ρ 2 2 f 0 ^ f 0 ^ , (\displaystyle (\mathcal (L))=(\frac (G_(F)\rho )(2(\sqrt (2))))(\hat ( f_(0)))(\kapelë (f_(0))))

  ku ρ është një parametër pa dimension, i barabartë me unitetin në teorinë standarde (eksperimentalisht ai ndryshon nga uniteti jo më shumë se 1%), f 0 ^ = ν e ¯ ^ ν e ^ + ⋯ + e ¯ ^ e ^ + ⋯ + u ¯ ^ u ^ + … (\displaystyle (\hat (f_(0)))=(\hat (\overline ( \nu _(e))))(\kapelë (\nu _(e)))+\pika +(\kapelë (\linja e sipërme (e)))(\kapelë (e))+\pika +(\kapelë (\overline (u)))(\kapelë (u))+\pika )- Operatori i rrymës neutrale vetë-bashkues.

  Ndryshe nga rrymat e ngarkuara, operatori i rrymës neutrale është diagonal, d.m.th., ai transferon grimcat në vetvete, dhe jo në leptone ose kuarkë të tjerë. Secili nga termat e operatorit të rrymës neutrale është shuma e një operatori vektor me një shumëzues dhe një operatori boshtor me një shumëzues I 3 − 2 Q sin 2 ⁡ θ w (\displaystyle I_(3)-2Q\sin ^(2)\theta _(w)), Ku I 3 (\displaystyle I_(3))- projeksioni i tretë i të ashtuquajturit të dobët

  Ndërveprim i dobët

  Ndërveprim i fortë

  Ndërveprimi i fortë është me veprim të shkurtër. Gama e veprimit të saj është rreth 10-13 cm.

  Grimcat që marrin pjesë në ndërveprime të forta quhen hadrone. Në një substancë të zakonshme të qëndrueshme në një temperaturë jo shumë të lartë, ndërveprimet e forta nuk shkaktojnë asnjë proces. Roli i tij është të krijojë një lidhje të fortë midis nukleoneve (protoneve dhe neutroneve) në bërthama. Energjia e lidhjes është mesatarisht rreth 8 MeV për nukleon. Për më tepër, gjatë përplasjeve të bërthamave ose nukleoneve me energji mjaft të lartë (të rendit të qindra MeV), ndërveprimi i fortë çon në reaksione të shumta bërthamore: ndarje bërthamore, shndërrimi i disa bërthamave në të tjera, etj.

  Duke u nisur nga energjitë e nukleoneve përplasëse të rendit të disa qindra MeV, ndërveprimi i fortë çon në prodhimin e P-mezoneve. Në energji edhe më të larta, lindin K-mezonet dhe hiperonet, dhe shumë rezonanca mezone dhe barione (rezonancat janë gjendje të ngacmuara jetëshkurtra të hadroneve).

  Në të njëjtën kohë, doli se jo të gjitha grimcat përjetojnë ndërveprim të fortë. Kështu, protonet dhe neutronet e përjetojnë atë, por elektronet, neutrinot dhe fotonet nuk i nënshtrohen. Zakonisht vetëm grimcat e rënda marrin pjesë në ndërveprime të forta.

  Shpjegimi teorik i natyrës së ndërveprimit të fortë ka qenë i vështirë për t'u zhvilluar. Një zbulim i madh u shfaq vetëm në fillim të viteve 1960, kur u propozua modeli i kuarkut. Në këtë teori, neutronet dhe protonet konsiderohen jo si grimca elementare, por si sisteme të përbëra të ndërtuara nga kuarke.

  Kuantet e forta të ndërveprimit janë tetë gluone. Gluonët e marrin emrin e tyre nga fjala angleze glue, sepse ata janë përgjegjës për izolimin e kuarkut. Masat e mbetura të gluoneve janë zero. Në të njëjtën kohë, gluonët kanë një ngarkesë me ngjyrë, për shkak të së cilës ata janë të aftë të ndërveprojnë me njëri-tjetrin, siç thonë ata, të vetë-ndërveprimit, gjë që çon në vështirësi në përshkrimin matematikor të ndërveprimit të fortë për shkak të jolinearitetit të tij.

  Diapazoni i veprimit të tij është më pak se 10-15 cm. Ndërveprimi i dobët është disa herë më i dobët se ai i fortë, por edhe ai elektromagnetik. Për më tepër, ajo është shumë më e fortë se forca gravitacionale në mikrokozmos.

  Procesi i parë i zbuluar dhe më i zakonshëm i shkaktuar nga ndërveprimi i dobët është zbërthimi radioaktiv bërthamor b.
  Postuar në ref.rf
  Ky lloj radioaktiviteti u zbulua në 1896 nga A.A. Bekerelem. Gjatë procesit të zbërthimit të elektronit radioaktiv /b - -/, një nga neutronet / n/ bërthama atomike shndërrohet në proton / r/ me emetim elektroni / e-/ dhe antineutrino elektronike //:

  n ® p + e-+

  Në procesin e zbërthimit pozitronik /b + -/ ndodh tranzicioni i mëposhtëm:

  p® n + e++

  Në teorinë e parë të zbërthimit b, të krijuar në vitin 1934 nga E. Fermi, për të shpjeguar këtë fenomen ishte e nevojshme të paraqitej hipoteza e ekzistencës së një lloji të veçantë të forcave me rreze të shkurtër që shkaktojnë tranzicionin.

  n ® p + e-+

  Hulumtimet e mëtejshme treguan se ndërveprimi i prezantuar nga Fermi ka një karakter universal.
  Postuar në ref.rf
  Shkakton zbërthimin e të gjitha grimcave të paqëndrueshme, masat e të cilave dhe rregullat e përzgjedhjes bazuar në numrat kuantikë nuk i lejojnë ato të kalbet për shkak të ndërveprimit të fortë ose elektromagnetik. Ndërveprimi i dobët është i natyrshëm në të gjitha grimcat përveç fotoneve. Koha karakteristike e proceseve të ndërveprimit të dobët në energji të rendit 100 MeV është 13-14 rend të madhësisë më e gjatë se koha karakteristike për ndërveprim të fortë.

  Kuantet e dobëta të ndërveprimit janë tre bozone - W + , W −, Z°- bozone. Mbishkrimet tregojnë shenjën e ngarkesës elektrike të këtyre kuanteve. Kuantet e dobëta të ndërveprimit kanë një masë të konsiderueshme, gjë që çon në faktin se ndërveprimi i dobët manifestohet në distanca shumë të shkurtra.

  Duhet të kihet parasysh se sot ndërveprimet e dobëta dhe elektromagnetike janë kombinuar tashmë në një teori të vetme. Ekzistojnë një sërë skemash teorike që përpiqen të krijojnë një teori të unifikuar të të gjitha llojeve të ndërveprimit. Megjithatë, këto skema ende nuk janë zhvilluar mjaftueshëm për t'u testuar eksperimentalisht.

  26. Fizika strukturore. Qasje korpuskulare për përshkrimin dhe shpjegimin e natyrës. Reduksionizmi

  Objektet e fizikës strukturore janë elementet e strukturës së materies (për shembull, molekulat, atomet, grimcat elementare) dhe një formim më kompleks i tyre. Kjo:

  1) plazma -është një gaz në të cilin një pjesë e konsiderueshme e molekulave ose atomeve jonizohen;

  2) kristalet- këto janë lëndë të ngurta në të cilat atomet ose molekulat janë të renditura në mënyrë të rregullt dhe formojnë një strukturë të brendshme që përsëritet periodikisht;

  3) lëngjeve- kjo është gjendja agregate e një lënde, e cila kombinon veçoritë e një gjendjeje të ngurtë (ruajtja e vëllimit, një forcë e caktuar në tërheqje) dhe një gjendje e gaztë (ndryshueshmëria e formës).

  Lëngu karakterizohet nga:

  a) renditja me rreze të shkurtër në renditjen e grimcave (molekulave, atomeve);

  b) një ndryshim i vogël në energjinë kinetike të lëvizjes termike dhe energjinë e bashkëveprimit të tyre potencial.

  4) yjet,ᴛ.ᴇ. topa gazi (plazma) të ndezura.

  Kur identifikohen ekuacionet strukturore të një substance, përdoren kriteret e mëposhtme:

  Dimensionet hapësinore: grimcat e të njëjtit nivel kanë dimensione hapësinore të rendit të njëjtë (për shembull, të gjitha atomet kanë dimensione të rendit 10 -8 cm);

  Koha e procesit: në një nivel është afërsisht i njëjti rend i madhësisë;

  Objektet e të njëjtit nivel përbëhen nga të njëjtët elementë (për shembull, të gjitha bërthamat përbëhen nga protone dhe neutrone);

  Ligjet që shpjegojnë proceset në një nivel janë cilësisht të ndryshme nga ligjet që shpjegojnë proceset në një nivel tjetër;

  Objektet në nivele të ndryshme ndryshojnë në vetitë e tyre themelore (për shembull, të gjithë atomet janë elektrikisht neutralë dhe të gjitha bërthamat janë të ngarkuara pozitivisht elektrikisht).

  Ndërsa zbulohen nivele të reja të strukturës dhe gjendjeve të materies, fusha e objektit të fizikës strukturore po zgjerohet.

  Duhet të kihet parasysh se gjatë zgjidhjes së problemeve specifike fizike, çështjet që lidhen me strukturën sqaruese, ndërveprimin dhe lëvizjen janë të ndërthurura ngushtë.

  Në rrënjë të fizikës strukturore është një qasje korpuskulare për të përshkruar dhe shpjeguar natyrën.

  Për herë të parë, koncepti i atomit si grimca e fundit dhe e pandashme e trupit u ngrit në Greqinë e Lashtë në kuadrin e mësimeve natyrore filozofike të shkollës së Leucippus-Democritus. Sipas kësaj pikëpamjeje, ka vetëm atome në botë që lëvizin në zbrazëti. Atomistët e lashtë e konsideronin vazhdimësinë e materies si të dukshme. Kombinime të ndryshme atomesh formojnë trupa të ndryshëm të dukshëm. Kjo hipotezë nuk bazohej në të dhëna eksperimentale. Ajo ishte thjesht një supozim i shkëlqyer. Por ajo përcaktoi zhvillimin e mëtejshëm të shkencës natyrore për shumë shekuj në vijim.

  Hipoteza e atomeve si grimca të pandashme të materies u ringjall në shkencën natyrore, veçanërisht në fizikë dhe kimi, për të shpjeguar disa ligje që u krijuan eksperimentalisht (për shembull, ligjet Boyle-Mariotte dhe Gay-Lussac për gazet ideale, zgjerimi termik i trupat, etj.). Në të vërtetë, ligji Boyle-Marriott thotë se vëllimi i një gazi është në përpjesëtim të zhdrejtë me presionin e tij, por nuk shpjegon pse është kështu. Po kështu, kur një trup nxehet, madhësia e tij rritet. Por cila është arsyeja e këtij zgjerimi? Në teorinë kinetike të materies, këto dhe modele të tjera të krijuara eksperimentalisht shpjegohen me ndihmën e atomeve dhe molekulave.

  Në të vërtetë, ulja e vëzhguar drejtpërdrejt dhe e matshme e presionit të gazit me një rritje të vëllimit të tij në teorinë kinetike të materies shpjegohet si një rritje në rrugën e lirë të atomeve dhe molekulave përbërëse të tij. Është si rezultat i kësaj që vëllimi i zënë nga gazi rritet. Në mënyrë të ngjashme, zgjerimi i trupave kur nxehen në teorinë kinetike të materies shpjegohet me një rritje të shpejtësisë mesatare të molekulave në lëvizje.

  Shpjegimet në të cilat ata përpiqen të reduktojnë vetitë e substancave ose trupave komplekse në vetitë e elementeve ose përbërësve të tyre më të thjeshtë quhen reduksionizëm. Kjo metodë e analizës bëri të mundur zgjidhjen e një klase të madhe problemesh në shkencën e natyrës.

  Deri në fund të shekullit të 19-të. Besohej se një atom është grimca më e vogël, e pandashme dhe pa strukturë e materies. Në të njëjtën kohë, zbulimet e elektronit dhe radioaktivitetit treguan se kjo nuk është kështu. Shfaqet modeli planetar i atomit i Radhërfordit. Më pas ajo zëvendësohet nga modelja N. Bora. Por si më parë, mendimi i fizikantëve synon të zvogëlojë të gjithë shumëllojshmërinë e vetive komplekse të trupave dhe fenomeneve natyrore në vetitë e thjeshta të një numri të vogël grimcash primare. Më pas, këto grimca u quajtën elementare. Tani numri i tyre i përgjithshëm i kalon 350. Për këtë arsye, nuk ka gjasa që të gjitha grimcat e tilla të quhen vërtet elementare, që nuk përmbajnë elementë të tjerë. Ky besim forcohet nga hipoteza e ekzistencës së kuarkeve. Sipas tij, grimcat elementare të njohura përbëhen nga grimca me ngarkesa elektrike të pjesshme. Ata quhen kuarket.

  Sipas llojit të ndërveprimit në të cilin marrin pjesë grimcat elementare, të gjitha, përveç fotonit, klasifikohen në dy grupe:

  1) hadronet. Vlen të thuhet se ato karakterizohen nga prania e ndërveprimit të fortë. Për më tepër, ata gjithashtu mund të marrin pjesë në ndërveprime të dobëta dhe elektromagnetike;

  2) leptonet. Οʜᴎ marrin pjesë vetëm në ndërveprime elektromagnetike dhe të dobëta;

  Sipas jetëgjatësisë së tyre dallohen:

  a) grimca elementare të qëndrueshme. Këto janë elektroni, fotoni, protoni dhe neutrinoja;

  b) pothuajse të qëndrueshme. Këto janë grimca që prishen për shkak të ndërveprimeve elektromagnetike dhe të dobëta. Për shembull, në + ® m + +;

  c) të paqëndrueshme. Kalbja e Oʜᴎ për shkak të ndërveprimit të fortë, për shembull, neutron.

  Ngarkesat elektrike të grimcave elementare janë shumëfisha të ngarkesës më të vogël të qenësishme në elektron. Në të njëjtën kohë, grimcat elementare ndahen në çifte grimcë - antigrimcë, për shembull e - - e + (kanë të gjitha të njëjtat karakteristika, dhe shenjat e ngarkesës elektrike janë të kundërta). Grimcat neutrale elektrike gjithashtu kanë antigrimca, për shembull, p -,- .

  Pra, koncepti atomik bazohet në idenë e strukturës diskrete të materies. Qasja atomike shpjegon vetitë e një objekti fizik bazuar në vetitë e grimcave të tij më të vogla, të cilat në një fazë të caktuar të njohjes konsiderohen të pandashme. Historikisht, grimca të tilla fillimisht u njohën si atome, më pas si grimca elementare dhe tani si kuarkë. Vështirësia e kësaj qasjeje është reduktimi i plotë i kompleksit në të thjeshtë, gjë që nuk merr parasysh dallimet cilësore midis tyre.

  Deri në fund të çerekut të parë të shekullit të njëzetë, ideja e unitetit të strukturës së makro dhe mikrokozmosit kuptohej mekanikisht, si identitet i plotë i ligjeve dhe si ngjashmëri e plotë e strukturës së të dyjave.

  Mikrogrimcat u interpretuan si kopje në miniaturë të makrotrupave, ᴛ.ᴇ. si topa (korpuskula) jashtëzakonisht të vegjël që lëvizin në orbita të sakta që janë plotësisht të ngjashme me orbitat planetare, me ndryshimin e vetëm që trupat qiellorë janë të lidhur nga forcat e ndërveprimit gravitacional dhe mikrogrimcat nga forcat e bashkëveprimit elektrik.

  Pas zbulimit të elektronit (Thomson, 1897), krijimit të teorisë së kuantit (Planck, 1900) dhe prezantimit të konceptit të fotonit (Einstein, 1905), teoria atomike mori një karakter të ri.
  Postuar në ref.rf
  Ideja e diskretitetit u shtri në fushën e fenomeneve elektrike dhe të dritës, në konceptin e energjisë (në shekullin e 19-të, doktrina e energjisë shërbeu si sferë e ideve për sasitë dhe funksionet e vazhdueshme të shtetit). Tipari më i rëndësishëm i mësimit modern atomik është atomizmi i veprimit. Kjo është për shkak të faktit se lëvizja, vetitë dhe gjendjet e mikro-objekteve të ndryshme janë të përshtatshme për kuantizimin, ᴛ.ᴇ. shprehen në formën e sasive dhe raporteve diskrete. Atomizmi i ri njeh stabilitetin relativ të çdo lloji diskrete të materies, sigurinë e tij cilësore, pandashmërinë relative dhe patransformueshmërinë brenda kufijve të njohur të fenomeneve natyrore. Për shembull, duke qenë i ndashëm në disa mënyra fizike, një atom është i pandashëm kimikisht, ᴛ.ᴇ. në proceset kimike ajo sillet si diçka e tërë, e pandashme. Një molekulë, duke qenë e ndashme kimikisht në atome, në lëvizje termike (deri në kufij të caktuar) sillet në tërësi, e pandashme, etj.

  Veçanërisht e rëndësishme në konceptin e atomizmit të ri është njohja e ndërkonvertueshmërisë së çdo lloji diskrete të materies.

  Nivele të ndryshme të organizimit strukturor të realitetit fizik (kuarkë, mikrogrimca, bërthama, atome, molekula, makrotrupa, megasisteme) kanë ligjet e tyre specifike fizike. Por pavarësisht se sa të ndryshme janë fenomenet që studiohen nga fenomenet e studiuara nga fizika klasike, të gjitha të dhënat eksperimentale duhet të përshkruhen duke përdorur koncepte klasike. Ekziston një ndryshim thelbësor midis përshkrimit të sjelljes së mikroobjektit në studim dhe përshkrimit të veprimit të instrumenteve matëse. Ky është rezultat i faktit se veprimi i instrumenteve matëse, në parim, duhet të përshkruhet në gjuhën e fizikës klasike, por objekti në studim mund të mos përshkruhet nga kjo gjuhë.

  Qasja korpuskulare në shpjegimin e fenomeneve dhe proceseve fizike ka qenë gjithmonë e kombinuar me qasjen e vazhdimësisë që nga shfaqja e fizikës së ndërveprimit. Ajo u shpreh në konceptin e fushës dhe zbulimin e rolit të saj në ndërveprimin fizik. Paraqitja e fushës si një rrjedhë e një lloji të caktuar grimcash (teoria kuantike e fushës) dhe atribuimi i vetive valore ndaj çdo objekti fizik (hipoteza e Louis de Broglie) bashkoi këto dy qasje për analizën e fenomeneve fizike.

  Ndërveprim i dobët - koncept dhe lloje. Klasifikimi dhe veçoritë e kategorisë "Ndërveprim i dobët" 2017, 2018.

  Në 1896, shkencëtari francez Henri Becquerel zbuloi radioaktivitetin në uranium. Ky ishte sinjali i parë eksperimental për forcat e panjohura më parë të natyrës - ndërveprim i dobët. Tani e dimë se forca e dobët qëndron pas shumë fenomeneve të njohura - për shembull, ajo është e përfshirë në disa reaksione termonukleare që mbështesin rrezatimin e Diellit dhe yjeve të tjerë.

  Emri "i dobët" erdhi në këtë ndërveprim për shkak të një keqkuptimi - për shembull, për një proton është 1033 herë më i fortë se ndërveprimi gravitacional (shih Graviteti, Uniteti i forcave të natyrës). Ky është, përkundrazi, një ndërveprim shkatërrues, e vetmja forcë e natyrës që nuk e mban të bashkuar substancën, por vetëm e shkatërron atë. Dikush mund ta quajë edhe "joparimor", pasi në shkatërrim nuk merr parasysh parimet e barazisë hapësinore dhe kthyeshmërisë kohore, të cilat respektohen nga forca të tjera.

  Vetitë themelore të ndërveprimit të dobët u bënë të njohura që në vitet 1930, kryesisht falë punës së fizikanit italian E. Fermi. Doli se, ndryshe nga forcat gravitacionale dhe elektrike, forcat e dobëta kanë një gamë shumë të shkurtër veprimi. Në ato vite, dukej se nuk kishte fare rreze veprimi - ndërveprimi ndodhi në një pikë të hapësirës, ​​dhe, për më tepër, në çast. Ky ndërveprim virtualisht (për një kohë të shkurtër) e kthen çdo proton të bërthamës në një neutron, një pozitron në një pozitron dhe një neutrino dhe çdo neutron në një proton, elektron dhe antineutrino. Në bërthamat e qëndrueshme (shih bërthamën atomike), këto transformime mbeten virtuale, si krijimi virtual i çifteve elektron-pozitron ose çiftet proton-antiproton në vakum. Nëse diferenca në masat e bërthamave që ndryshojnë nga një në ngarkim është mjaft e madhe, këto transformime virtuale bëhen reale dhe bërthama ndryshon ngarkesën e saj me 1, duke emetuar një elektron dhe një antineutrino (zbërthimi elektronik β) ose një pozitron dhe një neutrino (zbërthimi β-pozitron). Neutronet kanë një masë që tejkalon përafërsisht 1 MeV shumën e masave të një protoni dhe një elektroni. Prandaj, një neutron i lirë zbërthehet në një proton, një elektron dhe një antineutrino, duke lëshuar një energji prej afërsisht 1 MeV. Jetëgjatësia e një neutroni të lirë është afërsisht 10 minuta, megjithëse në një gjendje të lidhur, për shembull, në deuteron, i cili përbëhet nga një neutron dhe një proton, këto grimca jetojnë për një kohë të pacaktuar.

  Një ngjarje e ngjashme ndodh me muonin (shih Leptonet) - ai zbërthehet në një elektron, neutrino dhe antineutrino. Para se të kalbet, një muon jeton për rreth 10 -6 s - shumë më pak se një neutron. Teoria e Fermit e shpjegoi këtë me ndryshimin në masat e grimcave të përfshira. Sa më shumë energji të lëshohet gjatë kalbjes, aq më shpejt shkon. Lëshimi i energjisë gjatë kalbjes μ është rreth 100 MeV, afërsisht 100 herë më i madh se gjatë zbërthimit të neutronit. Jetëgjatësia e një grimce është në përpjesëtim të zhdrejtë me fuqinë e pestë të kësaj energjie.

  Siç doli në dekadat e fundit, ndërveprimi i dobët është jolokal, domethënë nuk ndodh në çast dhe jo në një moment. Sipas teorisë moderne, ndërveprimi i dobët nuk transmetohet në çast, por një çift virtual elektron - antineutrino lind 10 -26 s pasi muoni shndërrohet në një neutrino, dhe kjo ndodh në një distancë prej 10 -16 cm Natyrisht, asnjë mikroskop i vetëm nuk mund të masë një distancë kaq të vogël, ashtu si asnjë kronometër nuk mund të masë një interval kaq të vogël kohor. Siç ndodh pothuajse gjithmonë, në fizikën moderne duhet të kënaqemi me të dhëna indirekte. Fizikanët ndërtojnë hipoteza të ndryshme rreth mekanizmit të procesit dhe testojnë të gjitha llojet e pasojave të këtyre hipotezave. Ato hipoteza që kundërshtojnë të paktën një eksperiment të besueshëm, hidhen poshtë dhe kryhen eksperimente të reja për të testuar ato të mbetura. Ky proces, në rastin e ndërveprimit të dobët, vazhdoi për rreth 40 vjet, derisa fizikanët u bindën se ndërveprimi i dobët mbartej nga grimca supermasive - 100 herë më të rënda se protoni. Këto grimca kanë spin 1 dhe quhen bozone vektoriale (të zbuluara në 1983 në CERN, Zvicër - Francë).

  Ka dy bozone vektoriale të ngarkuar W + , W - dhe një neutral Z 0 (ikona në krye, si zakonisht, tregon ngarkesën në njësi protonike). Bozoni vektor i ngarkuar W - "funksionon" në zbërthimin e neutronit dhe muonit. Ecuria e zbërthimit të muonit është paraqitur në Fig. (sipër, djathtas). Vizatime të tilla quhen diagrame Feynman, ato jo vetëm që ilustrojnë procesin, por gjithashtu ndihmojnë në llogaritjen e tij. Ky është një lloj stenografi për formulën për probabilitetin e një reaksioni; përdoret këtu vetëm për qëllime ilustrimi.

  Muoni shndërrohet në një neutrino, duke lëshuar një bozon W, i cili zbërthehet në një elektron dhe një antineutrino. Energjia e çliruar nuk është e mjaftueshme për lindjen aktuale të bozonit W, kështu që ai lind virtualisht, d.m.th., për një kohë shumë të shkurtër. Në këtë rast është 10 -26 s. Gjatë kësaj kohe, fusha që korrespondon me W-bozon nuk ka kohë për të formuar një valë, ose ndryshe, një grimcë reale (shih Fushat dhe grimcat). Formohet një mpiksje fushore me madhësi 10 -16 cm dhe pas 10 -26 s lind një elektron dhe një antineutrino.

  Për prishjen e një neutroni do të ishte e mundur të vizatohej i njëjti diagram, por këtu tashmë do të na mashtronte. Fakti është se madhësia e një neutroni është 10 -13 cm, që është 1000 herë më e madhe se rrezja e veprimit të forcave të dobëta. Prandaj, këto forca veprojnë brenda neutronit, ku ndodhen kuarkët. Një nga tre kuarkët neutron lëshon një bozon W, duke u shndërruar në një kuarkë tjetër. Ngarkesat e kuarkeve në një neutron janë -1/3, -1/3 dhe +2/3, kështu që njëri nga dy kuarkët me ngarkesë negative prej -1/3 bëhet një kuark me ngarkesë pozitive +2/ 3. Rezultati do të jetë kuarke me ngarkesa -1/3, 2/3, 2/3, të cilat së bashku përbëjnë një proton. Produktet e reagimit - elektroni dhe antineutrino - fluturojnë lirshëm nga protoni. Por kuarku që emetoi bozonin W mori një zmbrapsje dhe filloi të lëvizte në drejtim të kundërt. Pse nuk fluturon jashtë?

  Ajo mbahet së bashku nga një ndërveprim i fortë. Ky ndërveprim do të mbajë kuarkun së bashku me dy shoqëruesit e tij të pandashëm, duke rezultuar në një proton në lëvizje. Sipas një skeme të ngjashme, ndodhin prishje të dobëta (të shoqëruara me ndërveprim të dobët) të hadroneve të mbetura. Të gjitha ato përfundojnë në emetimin e një bozoni vektorial nga një prej kuarkeve, kalimin e këtij bozoni vektorial në leptone (grimca μ-, e-, τ- dhe ν) dhe zgjerimin e mëtejshëm të produkteve të reaksionit.

  Ndonjëherë, megjithatë, ndodhin edhe zbërthime hadronike: një bozoni vektorial mund të kalbet në një çift kuark-antikuark, i cili do të shndërrohet në mesone.

  Pra, një numër i madh i reaksioneve të ndryshme vijnë në ndërveprimin e kuarkeve dhe leptoneve me bozonet vektoriale. Ky ndërveprim është universal, domethënë është i njëjtë për kuarkët dhe leptonët. Universaliteti i ndërveprimit të dobët, në kontrast me universalitetin e ndërveprimit gravitacional ose elektromagnetik, nuk ka marrë ende një shpjegim gjithëpërfshirës. Në teoritë moderne, ndërveprimi i dobët kombinohet me bashkëveprimin elektromagnetik (shiko Uniteti i forcave të natyrës).

  Për thyerjen e simetrisë nga ndërveprimi i dobët, shih Barazi, Neutrinos. Artikulli Uniteti i Forcave të Natyrës flet për vendin e forcave të dobëta në foton e mikrobotës.

  Koha është si një lumë që bart ngjarje kalimtare dhe rryma e tij është e fortë; Sapo diçka shfaqet para syve tuaj, ajo tashmë është marrë me vete dhe ju mund të shihni diçka tjetër që gjithashtu së shpejti do të merret me vete.

  Markus Aurelius

  Secili prej nesh përpiqet të krijojë një pamje tërësore të botës, duke përfshirë një pamje të Universit, nga grimcat më të vogla nënatomike deri në shkallën më të madhe. Por ligjet e fizikës ndonjëherë janë aq të çuditshme dhe kundërintuitive sa që kjo detyrë mund të bëhet dërrmuese për ata që nuk janë bërë fizikanë teorikë profesionistë.

  

  Një lexues pyet:
  

  Edhe pse kjo nuk është astronomi, ndoshta mund të më jepni një sugjerim. Forca e fortë bartet nga gluonet dhe lidh kuarkët dhe gluonet së bashku. Elektromagnetike bartet nga fotonet dhe lidh grimcat e ngarkuara elektrike. Graviteti supozohet se bartet nga gravitone dhe lidh të gjitha grimcat me masën. E dobëta bartet nga grimcat W dhe Z, dhe... është e lidhur me kalbjen? Pse forca e dobët përshkruhet në këtë mënyrë? A është forca e dobët përgjegjëse për tërheqjen dhe/ose zmbrapsjen e ndonjë grimce? Dhe cilat? Dhe nëse jo, pse atëherë është një nga ndërveprimet themelore nëse nuk shoqërohet me ndonjë forcë? faleminderit.

  
  Le të heqim nga rruga bazat. Ekzistojnë katër forca themelore në univers - graviteti, elektromagnetizmi, forca e fortë bërthamore dhe forca e dobët bërthamore.
  
  
  

  Dhe e gjithë kjo është ndërveprim, forcë. Për grimcat gjendja e të cilave mund të matet, aplikimi i një force ndryshon momentin e saj - në jetën e zakonshme, në raste të tilla flasim për nxitim. Dhe për tre nga këto forca kjo është e vërtetë.

  

  Në rastin e gravitetit, një sasi totale energjie (kryesisht në masë, por kjo përfshin të gjithë energjinë) përkul hapësirë-kohën dhe lëvizja e të gjitha grimcave të tjera ndryshon në prani të çdo gjëje që ka energji. Kështu funksionon në teorinë klasike (jo kuantike) të gravitetit. Ndoshta ekziston një teori më e përgjithshme, graviteti kuantik, ku gravitonet shkëmbehen, duke çuar në atë që ne vërejmë si ndërveprim gravitacional.

  

  Para se të vazhdoni, kuptoni:

  1. Grimcat kanë një veti, ose diçka të natyrshme për to, që i lejon ata të ndjejnë (ose të mos ndjejnë) një lloj force të caktuar.
  2. Grimcat e tjera që mbartin ndërveprime ndërveprojnë me ato të parat
  3. Si rezultat i ndërveprimeve, grimcat ndryshojnë momentin e tyre, ose përshpejtohen

  

  Në elektromagnetizëm, vetia kryesore është ngarkesa elektrike. Ndryshe nga graviteti, ai mund të jetë pozitiv ose negativ. Një foton, një grimcë që mbart forcën e lidhur me një ngarkesë, bën që ngarkesa të ngjashme të zmbrapsen dhe ngarkesa të ndryshme të tërheqin.

  Vlen të përmendet se ngarkesat lëvizëse, ose rrymat elektrike, përjetojnë një tjetër manifestim të elektromagnetizmit - magnetizmin. E njëjta gjë ndodh me gravitetin, dhe quhet gravitomagnetizëm (ose gravitoelektromagnetizëm). Ne nuk do të shkojmë më thellë - çështja është se nuk ka vetëm një ngarkesë dhe një bartës të forcës, por edhe rryma.

  

  Ekziston edhe një ndërveprim i fortë bërthamor, i cili ka tre lloje ngarkesash. Megjithëse të gjitha grimcat kanë energji dhe të gjitha i nënshtrohen gravitetit, dhe megjithëse kuarkët, gjysma e leptoneve dhe një palë bozonësh përmbajnë ngarkesa elektrike - vetëm kuarkët dhe gluonët kanë një ngarkesë me ngjyrë dhe mund të përjetojnë forcën e fortë bërthamore.

  Ka shumë masa kudo, kështu që graviteti është i lehtë për t'u vëzhguar. Dhe meqenëse forca e fortë dhe elektromagnetizmi janë mjaft të forta, ato janë gjithashtu të lehta për t'u vëzhguar.

  Por çfarë ndodh me këtë të fundit? Ndërveprim i dobët?

  

  Zakonisht flasim për të në kontekstin e kalbjes radioaktive. Një kuark ose lepton i rëndë zbërthehet në më të lehta dhe më të qëndrueshme. Po, ndërveprimi i dobët ka të bëjë me këtë. Por në këtë shembull është disi ndryshe nga forcat e tjera.

  Rezulton se ndërveprimi i dobët është gjithashtu një forcë, thjesht nuk flitet shpesh për të. Ajo është e dobët! 10,000,000 herë më i dobët se elektromagnetizmi në një distancë sa diametri i një protoni.

  

  Një grimcë e ngarkuar ka gjithmonë një ngarkesë, pavarësisht nëse është në lëvizje apo jo. Por rryma elektrike e krijuar prej saj varet nga lëvizja e saj në raport me grimcat e tjera. Rryma përcakton magnetizmin, i cili është po aq i rëndësishëm sa pjesa elektrike e elektromagnetizmit. Grimcat e përbëra si protoni dhe neutroni kanë momente të rëndësishme magnetike, ashtu si elektroni.

  Kuarkët dhe leptonët vijnë në gjashtë shije. Kuarkët - lart, poshtë, i çuditshëm, i magjepsur, simpatik, i vërtetë (sipas emërtimeve të tyre të shkronjave në latinisht u, d, s, c, t, b - lart, poshtë, i çuditshëm, bukuri, lart, poshtë). Leptone - elektron, elektron-neutrino, muon, muon-neutrino, tau, tau-neutrino. Secila prej tyre ka një ngarkesë elektrike, por edhe një aromë. Nëse kombinojmë elektromagnetizmin dhe forcën e dobët për të marrë forcën elektrodobët, atëherë secila prej grimcave do të ketë një ngarkesë të dobët, ose rrymë elektrike të dobët dhe një konstante të forcës së dobët. E gjithë kjo përshkruhet në Modelin Standard, por ishte mjaft e vështirë për ta testuar atë sepse elektromagnetizmi është shumë i fortë.

  

  Në një eksperiment të ri, rezultatet e të cilit u publikuan së fundmi, u mat për herë të parë kontributi i ndërveprimit të dobët. Eksperimenti bëri të mundur përcaktimin e ndërveprimit të dobët të kuarkeve lart e poshtë

  

  Dhe ngarkesat e dobëta të protonit dhe neutronit. Parashikimet e Modelit Standard për ngarkesa të dobëta ishin:

  Q W (p) = 0,0710 ± 0,0007,
  Q W (n) = -0,9890 ± 0,0007.

  Dhe bazuar në rezultatet e shpërndarjes, eksperimenti prodhoi vlerat e mëposhtme:

  Q W (p) = 0,063 ± 0,012,
  Q W (n) = -0,975 ± 0,010.

  E cila përkon shumë mirë me teorinë, duke marrë parasysh gabimin. Eksperimentuesit thonë se duke përpunuar më shumë të dhëna, ata do të zvogëlojnë më tej gabimin. Dhe nëse ka ndonjë surprizë apo divergjenca nga Modeli Standard, do të jetë mirë! Por asgjë nuk e tregon këtë:

  

  Prandaj, grimcat kanë një ngarkesë të dobët, por ne nuk flasim për të, pasi është jorealisht e vështirë të matet. Por ne e bëmë gjithsesi dhe duket se kemi rikonfirmuar Modelin Standard.

  Forca e dobët është një nga katër forcat themelore që qeverisin të gjithë materien në Univers. Tre të tjerat janë graviteti, elektromagnetizmi dhe forca e fortë. Ndërsa forcat e tjera i mbajnë gjërat së bashku, forca e dobët luan një rol të madh në ndarjen e tyre.

  Forca e dobët është më e fortë se graviteti, por është efektive vetëm në distanca shumë të vogla. Forca vepron në nivelin nënatomik dhe luan një rol kritik në fuqizimin e yjeve dhe krijimin e elementeve. Ai është gjithashtu përgjegjës për shumicën e rrezatimit natyror në Univers.

  Teoria e Fermit

  Fizikani italian Enrico Fermi zhvilloi një teori në vitin 1933 për të shpjeguar zbërthimin beta, procesin e shndërrimit të një neutroni në proton dhe zhvendosjes së një elektroni, që shpesh quhet grimcë beta në këtë kontekst. Ai identifikoi një lloj të ri force, të ashtuquajturën forcë e dobët, e cila ishte përgjegjëse për zbërthimin, procesi themelor i shndërrimit të një neutroni në një proton, një neutrino dhe një elektron, i cili më vonë u përkufizua si një antineutrino.

  Fermi fillimisht supozoi se kishte zero distancë dhe zero kohezion. Dy grimcat duhej të prekeshin që forca të funksiononte. Që atëherë është zbuluar se forca e dobët është në fakt një forcë që manifestohet në një distancë jashtëzakonisht të shkurtër, e barabartë me 0.1% të diametrit të protonit.

  Forca elektrike e dobët

  Hapi i parë në shkrirjen e hidrogjenit është përplasja e dy protoneve me forcë të mjaftueshme për të kapërcyer zmbrapsjen e ndërsjellë që ata përjetojnë për shkak të ndërveprimit të tyre elektromagnetik.

  Nëse të dyja grimcat vendosen afër njëra-tjetrës, një forcë e fortë mund t'i lidhë ato së bashku. Kjo krijon një formë të paqëndrueshme të heliumit (2 He), i cili ka një bërthamë me dy protone, në krahasim me një formë të qëndrueshme (4 He), e cila ka dy neutrone dhe dy protone.

  Në fazën tjetër, ndërveprimi i dobët hyn në lojë. Për shkak të një tepricë të protoneve, njëri prej tyre i nënshtrohet kalbjes beta. Pas kësaj, reaksione të tjera, duke përfshirë formimin e ndërmjetëm dhe shkrirjen e 3He, përfundimisht formojnë 4He të qëndrueshme.

  
  
  Artikulli i mëparshëm: Sa është shpejtësia e dritës Artikulli vijues: Lëkundjet harmonike Formula e fizikës së frekuencës së lëkundjeve