Šibka jedrska sila je ena izmed štiri temeljne sile fizike skozi katere delci delujejo med seboj, skupaj z močno silo, gravitacijo in elektromagnetizmom. V primerjavi z obema elektromagnetizem močna jedrska sila pa ima šibka jedrska sila veliko šibkejšo intenzivnost, zato ima ime šibka jedrska sila. Teorijo o šibki sili je prvi predlagal Enrico Fermi leta 1933 in je bila takrat znana kot Fermijeva interakcija. Šibko silo posredujeta dve vrsti merilnika bozoni: Z bozon in W bozon.
Primeri šibke jedrske sile
Šibka interakcija igra ključno vlogo pri radioaktivno razpadanje, kršenje simetrije paritete in CP simetrije ter spreminjanje okusa kvarkov (kot pri beta razpadu). Teorija, ki opisuje šibko silo, se imenuje kvantna flavourdinamika (QFD), ki je analogna kvantna kromodinamika (QCD) za močno silo in kvantna elektrodinamika (QFD) za elektromagnetno silo. Elektro-šibka teorija (EWT) je bolj priljubljen model jedrske sile.
Šibka jedrska sila se imenuje tudi šibka sila, šibka jedrska interakcija in šibka interakcija.
Lastnosti šibke interakcije
Šibka sila se razlikuje od drugih sil, ker:
- Je edina sila, ki krši simetrijo paritete (P).
- To je edina sila, ki krši simetrijo paritete naboja (CP).
- To je edina interakcija, ki lahko spremeni eno vrsto kvark v drugo ali njen okus.
- Šibko silo širijo delci nosilci, ki imajo veliko maso (približno 90 GeV / c).
Ključno kvantno število delcev v šibki interakciji je fizikalna lastnost, znana kot šibek izospin, ki je enakovredna vlogi, ki jo ima električni spin v elektromagnetni sili in barvni naboj v močni sili. To je ohranjena količina, kar pomeni, da bo vsaka šibka interakcija imela na koncu interakcije skupno vsoto izospina, kot jo je imela na začetku interakcije.
Naslednji delci imajo širok izospin +1/2:
- elektrona nevtrino
- muonski nevtrino
- tau nevtrino
- gor kvark
- šarm kark
- vrh kvark
Naslednji delci imajo širok izospin -1/2:
- elektrona
- muon
- tau
- dol kvark
- čuden kvark
- spodnji kvark
Z bozon in W bozon sta veliko bolj masivna kot drugi kalibri, ki posredujejo drugim silam ( foton za elektromagnetizem in gluon za močno jedrsko silo). Delci so tako masivni, da v večini okoliščin zelo hitro razpadejo.
Šibka sila je združena z elektromagnetno silo kot enotna temeljna sila za elektroelektroza, ki se manifestira pri visoki energiji (kot je tista, ki jo najdemo v pospeševalcih delcev). To združitveno delo je prejelo Nobelovo nagrado za fiziko iz leta 1979 in nadaljnje delo na tem, da dokaže, da matematični temelji elektroboba sile so bili prenovljivi, prejel je Nobelovo nagrado za leto 1999 v Fizika.
Uredil Anne Marie Helmenstine, dr.