A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Slabá interakce (někdy též slabá jaderná síla) je jedna ze čtyř základních interakcí, působících mezi částicemi hmoty. Název slabá se používá proto, že je 1013krát slabší než silná interakce.
Vlastnosti
Slabá interakce působí na všechny leptony a kvarky. Neuvažujeme-li velmi slabou gravitaci, pak je to jediná síla působící na neutrino.
Přestože v Fermiho teorii je slabá interakce popisovaná pomocí čtyř fermionů, dnes víme, že je přenášena bosony W a Z. Protože jsou velmi těžké, asi 90 GeV/c2, a mají i energetickou šířku Γ v řádu GeV, je jejich střední doba života (τ=ħ/Γ) asi 3×10−25 sekund. I při pohybu rychlostí srovnatelnou s rychlostí světla je dosah slabé interakce omezen na 10−18 metrů, asi tisícinu poloměru atomových jader.
Slabá interakce nezachovává paritu. Velmi dobré vysvětlení podává teoretická formulace pomocí vlnových funkcí vstupujících a vystupujících částic, v nichž interakční členy mají tvar rozdílu vektorového a pseudovektorového (axiálně-vektorového) příspěvku (tzv. V-A charakter interakce). To je zjednodušeně řečeno ekvivalentní popisu, do kterého vstupují vektorově pouze složky vlnových funkcí s levotočivou chiralitou.
Jedním z projevů slabé interakce je radioaktivní rozpad β.
Interakce zprostředkovaná bosonem W
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/89/Beta_Negative_Decay.svg/220px-Beta_Negative_Decay.svg.png)
Bosony W se účastní slabých interakcí, při kterých se mění vůně a elektrický náboj interagujících elementárních částic. Takové interakce lze zobrazit a matematicky popsat jako interakci tzv. slabých nabitých proudů vázaných bosonem W. V nabitém proudu se přitom interakcí s bosonem W zachovává leptonové či hadronové číslo. Je tvořen leptonem a příslušným neutrinem, nebo horním a spodním kvarkem. Větve slabého proudu jdoucí proti časové ose se interpretují jako příslušné antičástice.
Nejznámějším příkladem je radioaktivní rozpad beta, například rozpad neutronu. Neutron je přeměněn na proton, elektron (v tomto kontextu tzv. částice beta) a elektronové antineutrino:
- n → p+ + e− + νe
Ve skutečnosti je nutno neutron považovat za vázanou soustavu (udd) jednoho kvarku u a dvou kvarků d, beta rozpadu se účastní jeden z d kvarků, který se mění na kvark u a vytvoří proton (uud). Na nejzákladnější úrovni pak slabá síla změní vůni a náboj jednoho kvarku:
- d → u + W−
bezprostředně poté následuje rozpad samotného W−:
- W− → e− + νe
Zprvu se předpokládalo, že slabé nabité proudy spojují pouze částice stejné generace. To však platí pouze pro leptonové proudy. Naopak u podivných částic byla poprvé prokázána změna generace při slabé interakci (nezachování podivnosti). Bylo nutno také vysvětlit experimentálně prokázané mírné nezachování kombinované parity (tzv. CP parity) ve slabých interakcích s účastí kvarků.
Teoretickým vysvětlením je, že do kvarkových slabých nabitých proudů vstupují namísto vlnových funkcí dolních kvarků (d, s, b) lineární kombinace vlnových funkcí všech dolních kvarků (přičemž naprosto převažuje příspěvek kvarku stejné generace, jako je horní kvark ve druhé větvi slabého proudu). Směsné poměry udává tzv. Cabbibova-Kobajašiho-Masukawova matice.[1] Za vysvětlení mechanismu nezachování podivnosti a narušení kombinované parity byla v r. 2008 udělena Nobelova cena za fyziku.
Boson W tedy slabou interakcí váže slabé nabité proudy z následujících 12 možných: νe−e−, νμ−μ−, ντ−τ−, d−u, d−c, d−t, s−u, s−c, s−t, b−u, b−c, b−t.
Interakce zprostředkovaná bosonem Z
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9e/Neutrino_NC.svg/220px-Neutrino_NC.svg.png)
Bosony Z se účastní slabých interakcí, které lze zobrazit a matematicky popsat jako interakci tzv. slabých neutrálních proudů (proudů tvořených neproměnnou částicí) vázaných bosonem Z. Při takových reakcích se (s ohledem na orientaci vstupujících a vystupujících větví proudů) buď nemění vůně ani elektrický náboj interagujících elementárních částic nebo interaguje (vzniká či anihiluje) částice se svou antičásticí.
Boson Z tedy slabou interakcí váže slabé neutrální proudy z následujících 12 možných: νe−νe, νμ−νμ, ντ−ντ, e−−e−, μ−−μ−, τ−−τ−, d−d, u−u, s−s, c−c, b−b, t−t. Na rozdíl od samovolně probíhajícího rozpadu beta vyžaduje pozorování slabých neutrálních proudů vysoké energie nutné k vytvoření předávaného bosonu Z, které jsou dostupné jen v několika málo vysoko-energetických fyzikálních laboratořích na světě.[zdroj? Proto k experimentálnímu průkazu teoreticky předpovězených slabých neutrálních proudů došlo až v roce 1973 v CERNu (experiment GARGAMEL).
Elektroslabá interakce
Teoreticky předpovězen a z velké části i experimentálně prokázán byl společný původ slabé a elektromagnetické interakce a mechanismus jejich oddělení. Tzv. elektroslabá interakce je popisována kalibračním polem zprostředkovaným tripletem bosonů W (W+, W0, W−) a singletním bosonem B0, přičemž všechny mají nulovou klidovou hmotnost. Tzv. Higgsovým mechanismem se při nižších energiích symetrie interakce spontánně naruší, z jedné lineární kombinace původních polí vznikne elektromagnetická interakce zprostředkovaná nehmotným fotonem, z ostatních tří vzniknou 3 intermediální bosony slabé interakce (W+, W− a Z0).
Nobelovy ceny v oblasti
V roce 1957 získali Chen Ning Yang a Tsung-Dao Lee Nobelovu cenu za fyziku, poté co vyvrátili nutnost zachování parity při slabé interakci.
Standardní model částicové fyziky popisuje elektromagnetickou a slabou sílu jako dvě složky elektroslabé interakce. Za tuto teorii dostali Sheldon Glashow, Abdus Salam a Steven Weinberg Nobelovu cenu za fyziku v roce 1979.
V roce 1984 dostali Nobelovu cenu Carlo Rubbia a Simon van der Meer za práci v CERN vedoucí k objevu bosonů W a Z.
V roce 2008 pak získali toto ocenění Makoto Kobajaši a Tošihide Masukawa za objev původu narušené symetrie (CP parity u slabých nabitých kvarkových proudů) a předpověď existence nejméně tří rodin kvarků. Niccola Cabbibo, který vysvětlující mechanismus navrhl jako první, byl nobelovským výborem opomenut.
V roce 2013 dostali Nobelovu cenu Peter Higgs a François Englert za předpověď existence tzv. Higgsova bosonu – částice pole, zodpovědného za rozpad elektorslabé interakce na slabou a elektromagnetickou a za nenulovou klidovou hmotnost mj. bosonů W a Z.
Reference
- ↑ NAKAMURA, Kenzo, et al. (Particle Data Group). 2010 Review of Particle Physics.. Kapitola Reviews, Tables, and Plots. Standard Model and Related Topics. 11. Cabibbo-Kobayashi-Maskawa quark-mixing matrix (2010).. Journal of Physics G . 30. červen 2010. Roč. 37, čís. 075021. Dostupné online. PDF . (anglicky)
Související články
Externí odkazy
Obrázky, zvuky či videa k tématu slabá interakce na Wikimedia Commons
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.
Antény
Chemické zdroje elektriny
Chladenie v elektrotechnike
Elektrická sústava automobilu
Elektrická trakcia
Elektrické prístroje
Elektrické súčiastky
Elektrické spotrebiče
Elektrické stroje
Čítanie (elektrotechnika)
Činný výkon
Štatistická dynamika
Živý vodič
Admitancia
Antiparalelné zapojenie
Asynchrónny motor
Blúdivý prúd
Bočník (elektrotechnika)
Diak (polovodičový prvok)
Displej s kvapalnými kryštálmi
Elektrická inštalácia
Elektrická rezonancia
Elektrická sila
Elektrická vodivosť
Elektrické zariadenie
Elektrický obvod
Elektrický zvonec
Elektroenergetika
Elektromer
Elektrometer
Elektromobil
Elektromotor
Elektromotorické napätie
Elektrotechnický náučný slovník
Elektrotechnika
Elektrotechnológia
Fázor
Faradayova klietka
Frekvencia (fyzika)
Graetzov mostík
Impedancia
Indukčnosť
Induktancia
Istič
Izolácia (elektrotechnika)
Izolant
Jadro vodiča
Jednobran
Jednosmerný prúd
Joulovo teplo
Katóda
Koaxiálny kábel
Kompenzácia účinníka
Konduktometria
Konektor (elektrotechnika)
Korónový výboj
Lanko (elektrotechnika)
Leptanie
Logické hradlo
Magnetická susceptibilita
Magnetizácia (veličina)
Merný elektrický odpor
Mobilné zariadenie
Napájací zdroj
Napäťový chránič
Napäťový násobič
Nortonova veta
Odpínač
Odpojovač
OLED
Olovený akumulátor
Paralelné zapojenie
Peltierov článok
Plošná hustota elektrického prúdu
Poistka (elektrotechnika)
Posuvný prúd
Prúdový chránič
Prenosové médium
Prieletový klystrón
Primárny elektrochemický článok
Reaktancia
Rekuperácia (dopravný prostriedok)
Relé
Reproduktorová výhybka
Rezistancia
Rozhranie (interface)
Sériové zapojenie
Seebeckov jav
Sekundárny elektrochemický článok
Settopbox
Skrat
Sonar
Spínač
Spínaný zdroj
Straty v mikropásikových vedeniach
Striedavý prúd
Stupeň ochrany krytom
Svetelná výbojka
Symetrizačný člen
Technická normalizácia
Tepelné relé
Tepelne vodivostný detektor
Termočlánok
Théveninova veta
Transformátor
Transformátor s fázovou reguláciou
Trojfázová sústava
Tuhá fáza (elektronika)
Tyratrón
Usmerňovač (elektrotechnika)
Uzemnenie
Uzol (vodiče)
Vírivý prúd
Výbojka
Varistor
Ventilátor
Vodič (elektrotechnika)
Voltov stĺp
Vstavaný systém
Zásuvka (elektrotechnika)
Zdroj (elektrotechnika)
Zisk antény
Text je dostupný za podmienok Creative
Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších
podmienok.
Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky
použitia.
www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk