Bu maqolada bir qancha muammolar mavjud. Iltimos, ularni tuzatib yordam qiling yoki shu muammolarni munozara sahifasida muhokama qiling.
Bu maqola birorta turkumga qoʻshilmagan. Iltimos, maqolaga aloqador turkumlar qoʻshib yordam qiling. (2023-06)
Bu maqola oʻzbek tilining imlo qoidalariga muvofiq yozilmagan. Qarang: VP:ORFO. Iltimos, bu sahifani tekshirib, undagi xatolarni oʻnglang.(2023-06)
Radioaktiv beta-parchalanish neytronni protonga, elektronga va elektron antineytrinoga aylantiradigan zaif oʻzaro taʼsirga bogʻliq.
Yadro fizikasi va zarrachalar fizikasida kuchsiz oʻzaro taʼsir, koʻpincha kuchsiz yadro kuchi deb ataladi, toʻrtta asosiy oʻzaro taʼsirlar-kuchsiz oʻzaro taʼsir, elektromagnetizm, kuchli o'zaro ta'sir va tortishish kuchlari mavjuddir. Kuchsiz oʻzaro taʼsir turli xil kvarklar orasidagi oʻtishlarni yuzaga keltiradi, yadrolarda nuklanlarning b yemirilishini aniqlaydi.b yemirilishda nuklonni tashkil qilgan uchta kvarkdan bittasi boshqa tur kvarkka oʻtadi va elektronlar hamda antineytrinoni nurlaydi. Bu atomlarning radioaktiv parchalanishi uchun javobgar boʻlgan subatomik zarralar orasidagi oʻzaro taʼsir mexanizmi: kuchsiz oʻzaro taʼsir yadro boʻlinishi va yadro sintezida ishtirok etadi.
Zaif kuchning samarali diapazoni subatomik masofalar bilan cheklangan va proton diametridan kichikroqdir[1]. Kuchsiz oʻzaro taʼsir ham,kuchli o'zaro ta'sir kabi juda yaqin masofada (r=10-18) taʼsir qiladi, taʼsir vaqti (10-9)
Zarrachalar fizikasining standart modeli elektromagnit, kuchsiz va kuchli oʻzaro taʼsirlarni tushunish uchun yagona asosni taʼminlaydi. Oʻzaro taʼsir ikki zarracha (odatda, lekin shart emas, yarim butun spin fermionlari) butun-spin, kuch-tashuvchi bozonlarni almashtirganda sodir boʻladi. Bunday almashinuvlarda ishtirok etadigan fermionlar elementar (masalan, elektronlar yoki kvarklar) yoki kompozit (masalan, protonlar yoki neytronlar) boʻlishi mumkin, ammo eng chuqur darajalarda barcha zaif oʻzaro taʼsirlar oxir-oqibat elementar zarralar oʻrtasida boʻladi.
Kuchsiz oʻzaro taʼsirda fermionlar uch turdagi kuch tashuvchilarni almashishi mumkin, . Bu bozonlarning massalari proton yoki neytronning massasidan ancha katta, bu esa kuchsiz kuchning qisqa diapazoniga mos keladi. Darhaqiqat, kuch kuchsiz deb ataladi, chunki uning har qanday belgilangan masofadagi maydon kuchi odatda elektromagnit kuchdan bir necha baravar kichikroq boʻlib, oʻzi kuchli yadro kuchidan kichikroq boʻladi.
Neytronlar va protonlar kabi kompozit zarralarni tashkil etuvchi kvarklar oltita „lazzat“ ga ega. — yuqoriga, pastga, gʻalati, joziba, yuqori va pastki — bu kompozit zarralarga oʻz xususiyatlarini beradi. Kuchsiz oʻzaro taʼsir oʻziga xosdir, chunki u kvarklarga oʻz taʼmini boshqasiga almashtirish imkonini beradi. Ushbu xususiyatlarning almashinuvi kuch tashuvchi bozonlar tomonidan amalga oshiriladi. Masalan, beta-minus parchalanish jarayonida neytron ichidagi pastga kvark yuqori kvarkga aylanadi, bu esa neytronni protonga aylantiradi va natijada elektron va elektron antineytrino emissiyasiga olib keladi. Zaif oʻzaro taʼsirni oʻz ichiga olgan hodisaning yana bir muhim misoli vodorodning geliyga qoʻshilishi boʻlib, u Quyoshning termoyadroviy jarayonini kuchaytiradi.
Koʻpgina fermionlar vaqt oʻtishi bilan kuchsiz oʻzaro taʼsir natijasida parchalanadi. Bunday parchalanish radiokarbonlarni aniqlashga imkon beradi, chunki uglerod-14 azot-14 bilan kuchsiz oʻzaro taʼsir qilish orqali parchalanadi. Bundan tashqari, u tritiy luminesansida va betavoltaiklarning tegishli sohasida keng qoʻllaniladigan radioluminesansni yaratishi mumkin[2]. (lekin shunga oʻxshash radiy luminesans emas).
Ilk koinotning kvark davrida elektromagnit va kuchsiz kuchlarga ajratilgan elektrozaif kuch.
Tarixi
1933-yilda Enriko Fermi kuchsiz oʻzaro taʼsirning birinchi nazariyasini taklif qildi, bu Fermining oʻzaro taʼsiri deb nomlanadi. U beta-parchalanishni diapazoni boʻlmagan kontakt kuchini oʻz ichiga olgan toʻrt fermion oʻzaro taʼsiri bilan izohlash mumkinligini taklif qildi[3][4].
Biroq, u juda qisqa boʻlsa-da, cheklangan diapazonga ega boʻlgan kontaktsiz kuch maydoni sifatida yaxshiroq tasvirlangan. 1960-yillarda Sheldon Glashov, Abdus Salam va Stiven Vaynberg elektromagnit kuch va kuchsiz oʻzaro taʼsirni birlashtirib, ularni bir kuchning ikki jihati ekanligini koʻrsatib, hozir elektrozaif kuch deb ataladi. 1967-yilda S.Vaynberg kuchsiz va elektromagnit oʻzaro taʼsirlarning birlashgan nazariyasini ishlab chiqdi.1970-yilda SH.Gleshov, StivenVaynberg — Abdus Salam nazaryasini rivojlantirdi. Natijada birlashgan nazariya-elektr kuchsiz kuchlar nazaryasi yaratildi.
Xususiyatlari
Zaryadlangan kuchsiz oʻzaro taʼsir tufayli parchalanish yoʻllari va ularning ehtimoligini koʻrsatadigan diagramma. Chiziqlarning intensivligi CKM parametrlari bilan beriladi.
Elektr zaryadlangan kuchsiz oʻzaro taʼsir bir qator jihatlarda noyobdir:
Bu kvark va leptonlarning turini oʻzgartirishi mumkin boʻlgan yagona oʻzaro taʼsir (yaʼni, bir turdagi kvarkni boshqasiga almashtirish)[a].
Elektr zaryadlangan va elektr neytral oʻzaro taʼsirlar katta massaga ega boʻlgan kuch tashuvchi zarralar tomonidan vositachilik qiladi (tarqaladi), bu standart modelda Xiggs mexanizmi bilan izohlangan gʻayrioddiy xususiyatdir.
Katta massasi tufayli (taxminan 90 GeV/ c2[5]) bu tashuvchi zarralar W va Z deb ataladi bozonlar qisqa umr koʻradi, umri 10-24 s dan oshmaydi [6]. Taxminan 10-7 −10-6 elektromagnit ulanish konstantasi va 1 ga teng boʻlgan kuchli oʻzaro taʼsir konstantasi bilan solishtirganda oʻzaro taʼsir 10-2 oraligʻida birikish konstantasiga (oʻzaro taʼsir qanchalik tez-tez sodir boʻlishining koʻrsatkichi) ega;[7] shuning uchun kuchsiz oʻzaro taʼsir intensivlik nuqtai nazaridan „kuchsiz“[8]. Kuchsiz oʻzaro taʼsir juda qisqa samarali diapazonga ega (taxminan 10-17 dan 10-16 gacha). m (0,01 dan 0,1 gacha) fm))[b][8][7] 10 atrofida masofalarda metr (0,001 fm), kuchsiz oʻzaro taʼsir elektromagnit kuchga oʻxshash kattalikdagi intensivlikka ega, ammo bu masofa ortishi bilan eksponent ravishda kamayishni boshlaydi. Taxminan 3 ×10−17 masofada atigi bir yarim marta kattalashtirilgan m, zaif oʻzaro taʼsir 10 000 ga aylanadi marta kuchsizroq[9].
Kuchsiz oʻzaro taʼsir Standart Modeldagi barcha fermiyonlarga, shuningdek, Higgs bozoniga taʼsir qiladi; neytrinolar faqat tortishish va kuchsiz oʻzaro taʼsir orqali oʻzaro taʼsir qiladi. Kuchsiz oʻzaro taʼsir bogʻlangan holatlarni keltirib chiqarmaydi va u bogʻlanish energiyasini oʻz ichiga olmaydi — Gravitatsiya astronomik miqyosda bajaradigan narsa, elektromagnit kuch molekulyar va atom darajasida va kuchli yadroviy kuch faqat atom osti darajasida, yadrolar ichida[10].
Uning eng sezilarli taʼsiri birinchi noyob xususiyatga bogʻliq: Zaryadlangan kuchsiz oʻzaro taʼsir zarrachalar fizikasining oʻzgarishiga olib keladi. Masalan, neytronprotondan (uning sherigi nuklonidan) ogʻirroq va ikkita pastga kvarkdan birining taʼmini (turini) yuqori kvarkka oʻzgartirib, protonga parchalanishi mumkin. Na kuchli o'zaro ta'sir, na elektromagnetizm lazzatning oʻzgarishiga yoʻl qoʻymaydi, shuning uchun bu faqat kuchsiz parchalanish bilan davom etishi mumkin;kuchsizyemirilishsiz, gʻalatilik va joziba (mos ravishda gʻalati kvark va jozibali kvark bilan bogʻliq) kabi kvark xususiyatlari ham barcha oʻzaro taʼsirlarda saqlanib qoladi.
Barcha mezonlar kuchsiz parchalanish tufayli beqaror[11] (p29) [c]Beta-parchalanish deb nomlanuvchi jarayonda neytrondagipastga kvark virtual nur chiqarish orqali yuqori kvarkga aylanishi mumkin. bozon, keyinchalik u elektronga va elektron antineytrinoga aylanadi[11]. (p28) Yana bir misol elektron tutib olishdir — radioaktiv parchalanishning keng tarqalgan varianti — bunda atom ichidagi proton va elektron oʻzaro taʼsir qiladi va neytronga aylanadi (yuqoridagi kvark pastga kvarkga aylanadi) va elektron neytrino chiqariladi.
V.ning katta massasi tufayli kuchsiz oʻzaro taʼsirga bogʻliq boʻlgan bozonlar, zarrachalarning oʻzgarishi yoki parchalanishlari (masalan, lazzat oʻzgarishi) odatda faqat kuchli yoki elektromagnit kuchlarga bogʻliq boʻlgan transformatsiyalar yoki parchalanishlarga qaraganda ancha sekinroq sodir boʻladi. [d] Masalan, neytral pion elektromagnit parchalanadi va shuning uchun umri atigi 10-16 s teng. . Bundan farqli oʻlaroq, zaryadlangan pion faqat zaif oʻzaro taʼsir orqali parchalanishi mumkin va shuning uchun taxminan 10-8 soniyayashaydi [11] (p30). Ayniqsa ekstremal misol erkin neytronning kuchsiz kuch parchalanishidir, bu taxminan 15 vaqtni oladi. daqiqa[11] (p28).
Kuchsiz izospin va kuchsiz giper zaryad
Barcha zarralar kuchsiz izospin (T 3 belgisi) deb ataladigan xususiyatga ega boʻlib, u zarrachaning izospin bilan oʻzaro taʼsirini cheklovchi qoʻshimcha kvant soni boʻlib xizmat qiladi Zaif izospin bilan kuchsiz oʻzaro taʼsirda bir xil rol oʻynaydi. Barcha chap qoʻlli fermionlar kuchsiz izospin qiymatiga ega++1/2−+1/2 barcha oʻng qoʻlli fermionlar 0 izospinga ega. Masalan, yuqoriga koʻtarilgan kvark T3 = ++1/2 ega.
π +< zaif oʻzaro taʻsir orqali parchalanadi
Oʻzaro taʼsir turlari
Kuchsiz oʻzaro taʼsirning ikki turi mavjud (choʻqqilar deb ataladi). Birinchi tur " zaryadlangan tokning oʻzaro taʼsiri " deb ataladi, chunki kuchsiz oʻzaro taʼsir qiluvchi fermionlar umumiy elektr zaryadi nolga teng boʻlmagan oqim hosil qiladi. Ikkinchi tur " neytral-oqim oʻzaro taʼsiri " deb ataladi, chunki zaif oʻzaro taʼsir qiluvchi fermionlar umumiy elektr zaryadi nolga teng boʻlgan oqim hosil qiladi. U neytrinolarning (kamdan-kam) burilishlari uchun javobgardir. Oʻzaro taʼsirning ikki turi turli xil tanlov qoidalariga amal qiladi.
Zaryadlangan oqim oʻzaro taʼsirining bir turida zaryadlangan lepton (masalan, elektron yoki muon, zaryadi -1 boʻlgan (zaryad +1 boʻlgan zarracha) va shu bilan mos keladigan neytrinoga (zaryati 0) aylanadi, bu yerda neytrinoning turi ("lazzat") (elektron) , muon , yoki tau ) oʻzaro taʼsirdagi lepton turi bilan bir xil, masalan: