ما تحتاج لمعرفته حول القوة الضعيفة

القوة النووية الضعيفة هي واحدة من أربع قوى أساسية في الفيزياء من خلالها تتفاعل الجسيمات مع بعضها البعض ، جنبا إلى جنب مع القوة القوية والجاذبية والكهرومغناطيسية. بالمقارنة مع كليهما الكهرومغناطيسية والقوة النووية القوية ، والقوة النووية الضعيفة لديها كثافة أضعف بكثير ، وهذا هو السبب في أن لديها اسم القوة النووية الضعيفة. اقترح إنريكو فيرمي نظرية القوة الضعيفة لأول مرة في عام 1933 وكان معروفًا في ذلك الوقت بتفاعل فيرمي. يتوسط القوة الضعيفة في نوعين من المقاييس البوزونات: Z boson و w boson.

التفاعل الضعيف يلعب دورا رئيسيا في الاضمحلال الإشعاعي، وانتهاك كل من التماثل التكافؤ والتماثل CP ، وتغيير نكهة الكواركات (كما هو الحال في تسوس بيتا). وتسمى النظرية التي تصف القوة الضعيفة بالفلوراديناميك الكمومي (QFD) ، والتي تشبهها الديناميكا الحرارية الكمية (QCD) للقوة القوية والديناميكا الكهربائية الكمية (QFD) للكهرومغناطيسية فرض. نظرية الضعف الكهربائي (EWT) هي النموذج الأكثر شعبية للقوة النووية.

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

تختلف القوة الضعيفة عن القوى الأخرى بسبب:

• إنها القوة الوحيدة التي تنتهك تماثل التكافؤ (P).
• إنها القوة الوحيدة التي تنتهك تماثل التكافؤ في الشحن (CP).
• هذا هو التفاعل الوحيد الذي يمكن أن يغير نوع واحد من كوارك إلى آخر أو نكهته.
• يتم نشر القوة الضعيفة بواسطة جزيئات حاملة لها كتل كبيرة (حوالي 90 جيف / ج).

رقم الكم الرئيسي للجزيئات في التفاعل الضعيف هو خاصية فيزيائية تُعرف باسم الإيزوسبين الضعيف تعادل الدور الذي تلعبه الدوران الكهربائي في القوة الكهرومغناطيسية وشحنة اللون في القوة القوية. هذا هو كمية محفوظة ، وهذا 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
• muon
• تاو
• كوارك أسفل
• كوارك غريب
• كوارك القاع

يكون 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 ، ومزيد من العمل لإثبات أن الأسس الرياضية للقوة الكهربية كانت قابلة لإعادة التأهيل وحصلت على جائزة نوبل لعام 1999 الفيزياء.

حررت بواسطة آن ماري هيلمنستين ، دكتوراه