تآثر ضعيف

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ بحث
النموذج العياري لفيزياء الجسيمات
Feynmann Diagram Gluon Radiation.svg
النموذج العياري
عرض · نقاش · تعديل

التآثر الضعيف ويسمى أحيانا القوة الضعيفة أو (القوة النووية الضعيفة) هي واحدة من التآترات الأساسية التي نعرفها عن الطبيعة في الكون. وطبقا للنموذج القياسي في فيزياء الجسيمات يعمل التآثر الضعيف على تبادل الطاقة والدفع بين الجسيمات عن طريق جسيمات ثقيلة تسمى بوزون-W وبوزون-Z. ومن ظواهرها ظاهرة تحلل بيتا للنيوترونات وما يصحبه من نشاط إشعاعي. ويعبر المصطلح ضعيف عن صغر شدة مجالها بنسبة 10−11 عن شدة التآثر الكهرومغناطيسي ونحو 10−13 من التآثر القوي عند مقارنة القوى الطبيعية التي تؤثر على الجسيمات.

ويقوم التآثر الضعيف بدور هام في الطبيعة حيث يعمل على تحول البروتونات الموجودة بغزارة في الشـمس إلى نيوترونات (عبر ما يعرف باصطياد إلكترون) وقيام الاندماج النووي في الشمس حيث يلتحم كل بروتونان مع نيوترونين مكونين الهيليوم-4، هذا التفاعل الذي تستمد منه الشمس طاقتها. ونظرا لأن معدل هذا التفاعل وتحول الهيدروجين في الشمس إلى هيليوم يمشي ببطء بفضل التـآثر الضعيف، فقد مضى علي الشمس بلايين السنين تؤدي عملها، وسوف تستمر في إشعاع حرارتها لبلايين من السنين في المستقبل.

شكل فايمان يوضح كيفية تحلل النيوترون إلي بروتون مع إصدار 1 إلكترون و1 نقيض نيوترينو بوساطة بوزون-W

هذا الشكل المأخوذ عن ريتشارد فاينمان يوضح كيف يتحلل أحد النيوترونات المكون من ثلاثة كواركات u,d,d إلى بروتون (مكون من الثلاثة كواركات u,d,u) مع إصدار إلكترونا ذو طاقة عالية ونيوترينو بوساطة البوزون الثقيل W (تبلغ كتلته نحو 90 GeV). يتحول خلال التفاعل أحد الكواركات d إلى الكوارك u. هذا التفاعل ما كان يحدث إلا بمساعدة البوزون W، فهذا التفاعل لا يسمح به لا التآثر القوي ولا التآثر الكهرومغناطيسي.

  • نلاحظ في الشكل أن محور الزمن يسير من أسفل إلى أعلى والتفاعل ما هو إلا تحلل النيوترون إلى بروتون وإلكترون. كما يوجد بفضل البوزون W إمكانية سير التفاعل من أعلى إلى أسفل. في تلك الحالة ينشأ نيوترونا من البروتون حيث يعمل البوزون على توليد إلكترونا ذو طاقة ساكنة مقدارها يعادل الكتلة الساكنة للإلكترون (511و0 eV).

يتولد خلال هذا التفاعل أيضا 1 نيوترينو وبذلك يوفى قانون انحفاظ الطاقة، وقانون انحفاظ الشحنة الكهربائية، وقانون انحفاظ العزم المغزلي، وقانون انحفاظ الدفع (أي تساوي قيم تلك الخواص قبل التفاعل وبعده).


انظر أيضًا [عدل]