Slaba nuklearna sila – razlika između verzija
Uklonjeni sadržaj Dodani sadržaj
m Mladifilozof je premjestio stranicu Slaba interakcija na Slaba nuklearna sila preko preusmjeravanja |
sa hr wiki |
||
Red 1:
[[datoteka:Beta-minus_Decay.svg|mini|desno|250px|Nestabilne [[atomska jezgra|atomske jezgre]] koje imaju višak [[neutron]]a mogu spontano ostvariti [[Beta raspad|beta (minus) raspad]], uz pomoć slabe sile, gdje se [[neutron]] raspada u [[proton]], uz zračenje [[elektron]]a i [[Neutrino|antineutrina]].]]
[[datoteka:The Sun by the Atmospheric Imaging Assembly of NASA's Solar Dynamics Observatory - 20100819.jpg|mini|desno|250 px|[[Nuklearna fuzija]] na [[Sunce|Suncu]]: slaba sila omogućuje nuklearnu fuziju četiriju [[vodik]]ovih [[atomska jezgra|atomskih jezgri]] u jezgru [[helij]]a.]]
[[datoteka:Standard_Model_of_Elementary_Particles_hr.svg|mini|desno|250px|[[Standardni model]] [[Elementarna čestica|elementarnih čestica]], s [[baždarni bozoni|baždarnim]] i [[Higgsov bozon|Higgsovim bozonom]].]]
[[datoteka:Quark structure proton.svg|mini|desno|250px|[[Proton]] je građen od dvaju [[Gornji kvark|gornjih (u) kvarkova]] i jednoga [[donji kvark|donjega (d) kvarka]]. Odabir boja pojedinih kvarkova je proizvoljan, ali sve tri boje moraju biti prisutne. [[Jaka nuklearna sila|Jake nuklearne sile]] između kvarkova posredovane su [[gluon]]ima.]]
[[datoteka:Beta Negative Decay.svg|mini|desno|250px|[[Feynmanov dijagram]] za [[Beta raspad|beta-minus raspad]] [[neutron]]a u [[proton]], [[elektron]] i elektronski antineutrino, putem srednjeg teškog [[W i Z bozoni|W<sup>-</sup> bozona]].]]
'''Slaba nuklearna sila''', '''slaba sila''' ili '''slabo međudjelovanje''' je [[temeljno međudjelovanje]] ([[Fundamentalne interakcije|fundamentalna interakcija]]) između [[kvark]]ova i [[lepton]]a, jedna od četiriju temeljnih sila, uvedena pri pokušajima objašnjenja [[Beta-čestica|β-komponente]] prirodne [[radioaktivnost]]i. Ključni korak za objašnjenje temeljne slabe sile bilo je uvođenje [[neutrino|neutrina]] (1932.), s pomoću kojega je [[Enrico Fermi|E. Fermi]] postavio svoju teoriju [[Beta raspad|β-raspada]] (1934.). Na osnovi slabe sile, koja "pretvara" [[neutron]]e u [[proton]]e i omogućuje [[nuklearna fuzija|nuklearnu fuziju]] četiriju [[vodik]]ovih [[atomska jezgra|atomskih jezgri]] u jezgru [[helij]]a, došlo se do spoznaje procesa koji se odvija u [[Sunce|Suncu]] i kojim se objašnjava podrijetlo [[Sunčeva energija|energije Sunca]]: nuklearnim fuzijom [[kilogram]] vodika u nešto manje od kilogram helija oslobađa se [[energija]] od 6 × 10<sup>14</sup> [[džul|J]].
[[Kategorija:Fizika]]▼
Ključno je za slabo međudjelovanje bilo otkriće narušenja prostorne [[parnost]]i (1956.) i vremenske mikroobrativosti ([[CP-simetrija]]), čega nije bilo kod prije istraženog [[Elektromagnetska sila|elektromagnetskog]] i [[jako međudjelovanje|jakoga međudjelovanja]] ([[jaka nuklearna sila|jake nuklearne sile]]). Prijenosnik slabog međudjelovanja masivni je [[W bozon]] (80 G[[eV]]), koji se u raspadima [[elementarna čestica|elementarnih čestica]] ponaša kao nabijena slaba [[električna struja]], i masivni [[Z bozon]] (91 GeV), pridružen neutralnim slabim strujama. Struktura neutralnih slabih struja bila je ključna za potvrdu [[elektroslaba teorija|elektroslabe teorije]], ujedinjenja [[elektromagnet]]izma i slabog međudjelovanja kao poopćenja dotadašnjega ujedinjenja [[elektricitet]]a i [[magnet]]izma. Pritom su uvedeni naboji slabog međudjelovanja, slabi [[izospin]] i slabi hipernaboj, pridijeljeni kvarkovima i leptonima koji sudjeluju u slabim međudjelovanjima. Slabo međudjelovanje odlikuje se promjenama [[Kvantni brojevi|kvantnih brojeva]] okusa, unutar obitelji ili između obitelji kvarkova. <ref> '''slabo međudjelovanje''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=56538] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 7. siječnja 2020.</ref>
== Objašnjenje ==
Slabu nuklearnu silu je najteže objasniti od svih temeljnih sila zbog toga što se ona najmanje uklapa u definiciju [[sila|sile]]. [[Jaka sila|Jaku nuklearnu silu]] moguće je zamisliti kao privlačnu silu između [[kvark]]ova, ali pojmovi "privlačna" i "odbojna" zapravo ne odgovaraju pri opisu slabe nuklearne sile. Razlog tomu je što slaba nuklearna sila zapravo mijenja [[subatomska čestica|subatomske čestice]] iz jedne vrste u drugu, unutar iste generacije ili između generacija. Stoga je slaba nuklearna sila razlog grupiranja kvarkova i leptona u generacije. Dakle, nju osjećaju i kvarkovi i leptoni, a ne samo jedna vrsta čestica. Jaka nuklearna sila je jedina od temeljnih sila čije djelovanje osjeća samo jedna vrsta čestica.
Ako se dva [[lepton]]a nađu u dometu slabe sile, tada je za njih moguće da prijeđu iz jedne vrste u drugu vrstu leptona, ali samo unutar iste generacije. Na primjer, [[elektron]] se može promijeniti u [[elektronski neutrino]] i obrnuto, ali elektron ne može prijeći u [[mionski neutrino]] ili u [[mion]]. Dakle, slaba sila može djelovati na leptone samo unutar iste generacije, ali ne i između generacija.
Kada su u pitanju kvarkovi, stvari su malo složenije. Slaba nuklearna sila može promijeniti jedan kvark u drugi, unutar iste generacije, ali i između generacija kvarkova. Na primjer, djelovanjem slabe nuklearne sile gornji kvark (u) se može promijeniti u donji kvark (d), isto tako ali rjeđe može se promijeniti u strani (s) ili u dubinski kvark (b). <ref> Svetlana Veselinović: "Elementarne čestice", [http://www.mathos.unios.hr/~mdjumic/uploads/diplomski/VES07.pdf], završni rad, Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku, Osijek 2014., pristupljeno 27. siječnja 2020.</ref>
== Temeljno međudjelovanje ==
{{Glavni|Fundamentalne interakcije}}
'''Temeljno međudjelovanje''' ili '''fundamentalna interakcija''' je međudjelovanje elementarnih čestica: [[Gravitacija|gravitacijsko]], [[Elektromagnetska sila|elektromagnetsko]], jako i [[Slaba nuklearna sila|slabo]]. Sva poznata međudjelovanja posljedica su tih 4 temeljnih međudjelovanja. Temeljna međudjelovanja međusobno se razlikuju po [[čestica]]ma na koje djeluju, [[jakost]]i, dosegu i česticama koje ih prenose. Jako međudjelovanje djeluje na kvarkove i gluone, slabo međudjelovanje na kvarkove i [[lepton]]e, elektromagnetsko međudjelovanje na sve čestice nabijene [[električni naboj|električnim nabojem]], a gravitacijsko međudjelovanje na sve čestice koje imaju [[masa|masu]]. Gravitacijsko međudjelovanje između elementarnih čestica je iznimno slabo, slabo međudjelovanje je malo jače, elektromagnetsko još jače i jako je međudjelovanje najjače. Doseg elektromagnetskog i gravitacijskog međudjelovanja je beskonačan, a doseg jakog i slabog međudjelovanja je kratak, približno poput promjera [[atomska jezgra|atomske jezgre]]. Jako međudjelovanje prenose gluoni, elektromagnetsko fotoni, slabo [[W i Z bozoni|W<sup>±</sup> i Z<sup>0</sup> bozoni]] a gravitacijsko [[graviton]]i (koji nisu [[pokus]]ima potvrđeni).
{| class="wikitable"
|-
! Međudjelovanje !! Trenutačna teorija !! Prijenosnici djelovanja !! Relativna jakost<sup>(1)</sup> !! Ovisnost o udaljenosti !! Doseg djelovanja ([[metar|m]])
|-
| [[Jaka sila|Jaka]] || Kvantna kromodinamika <br>(QCD) || [[gluon]]i || 10<sup>38</sup> || <math>{\sim r}</math> (vidi napomenu) || 10<sup>−15</sup>
|-
| [[Elektromagnetska sila|Elektromagnetska]] || [[Kvantna elektrodinamika]]<br>(QED) || [[foton]]i || 10<sup>36</sup> || <math>\frac{1}{r^2}</math> || 10<sup>−18</sup>
|-
| Slaba || Kvantna aromodinamika<br>(QFD) || [[W i Z bozoni]] || 10<sup>25</sup> || <math>\frac{e^{-m_{W,Z}r}}{r^2}</math> || <math> \infty </math>
|-
| [[Gravitacija|Gravitacijska]] || [[Opća teorija relativnosti]]<br>(GR, nije kvantna teorija.) || [[graviton]]i || 1 || <math>\frac{1}{r^2}</math> || <math> \infty </math>
|}<sup>(1)</sup> približne veličine. Točne vrijednosti ovise o česticama i energiji.
Međudjelovanja elementarnih čestica danas su opisana [[Standardni model|standardnim modelom čestica]], odnosno [[Standardni model|standardnom teorijom čestica i sila]]. Utemeljena su na umnošku grupa U(1)×SU(2)×SU(3). Svakoj od grupa u tom umnošku svojstven je određeni naboj, koji je izvor pridruženoga baždarnoga bozona, prijenosnika danoga temeljnoga međudjelovanja. Temeljna međudjelovanja prenosi dvanaest baždarnih bozona: foton, elektromagnetsko međudjelovanje, dva masivna W-bozona i neutralni Z-bozon slabo međudjelovanje, i osam gluona jako međudjelovanje kao što to opisuje kvantna kromodinamika (međudjelovanja kvarkova i gluona koji posjeduju jaki naboj nazvan bojom).
Jedan od glavnih ciljeva fizike elementarnih čestica je ujedinjenje temeljnih međudjelovanja. Do sada su u [[elektroslaba teorija|elektroslaboj teoriji]] ujedinjeni slabo i elektromagnetsko međudjelovanje u elektroslabo međudjelovanje.
=== Elementarne čestice ===
{{Glavni|Elementarna čestica}}
'''Elementarna čestica''' ili '''temeljna čestica''' spada u podgrupu [[Subatomska čestica|subatomskih čestica]] i odlikuje se najvećim stupnjem elementarnosti (temeljnosti). Temeljnost novootkrivenih subatomskih čestica ovisi o tom imaju li strukturu, mogu li se sastaviti od već postojećih čestica ili se mogu svesti na već poznate čestice. Prema [[Standardni model|standardnom modelu čestica]] smatra se da 12 temeljnih čestica izgrađuje svu tvar u svemiru: [[lepton]]i ([[elektron]], [[mion]], [[tauon]] i njima pripadajući [[Neutrino|neutrini]]) i [[kvark]]ovi. Prijenosnici međudjelovanja između čestica tvari su [[bozoni]]: [[foton]]i, [[gluon]]i, [[W i Z bozoni|W-bozoni, Z-bozoni]] i [[Higgsov bozon|Higgsovi bozoni]].
Kvarkovi i leptoni raspoređeni u parove koji čine tri naraštaja (generacije ili obitelji):
* elektron (e) i njegov neutrino ν<sub>e</sub> te gornji (u) i donji (d) kvark;
* mion (μ) i njegov neutrino ν<sub>μ</sub> te čarobni ili šarmantni (c) kvark i strani ili čudni (s) kvark;
* tauon (τ) i njegov neutrino ν<sub>τ</sub> te dubinski (b) kvark ili kvark ljepote i vršni (t) kvark ili kvark istine.
Sva je tvar građena od lakih temeljnih čestica prvoga naraštaja, dok se teži kvarkovi pronalaze u sudarima u [[Ubrzivač čestica|ubrzivačima čestica]] ili [[Kozmičke zrake|kozmičkom zračenju]]. Te čestice nose naboje koji su izvori temeljnih sila ([[fundamentalne interakcije]]) i u tom je glavno značenje njihove temeljnosti. Danas su te sile opisane [[Standardni model|standardnom teorijom čestica i sila]].
== Izvori ==
{{izvori}}
{{fundamentalne interakcije}}
▲[[Kategorija:Fizika elementarnih čestica]]
[[Kategorija:Nuklearna fizika]]
| |||