የፊዚክስ ደካማ ሃይል ምንድነው?

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 05:15

ደካማ ሃይል በዩኒቨርስ ውስጥ ያለውን ነገር ሁሉ ከሚቆጣጠሩት ከአራቱ መሰረታዊ ሀይሎች አንዱ ነው። ሌሎቹ ሦስቱ የስበት ኃይል, ኤሌክትሮማግኔቲዝም እና ጠንካራ ኃይል ናቸው. ሌሎች ሀይሎች ነገሮችን አንድ ላይ ሲይዙ ደካማ ሃይል እነሱን በማፍረስ ረገድ ትልቅ ሚና ይጫወታል።

ደካማ ሃይል ከስበት ኃይል ይበልጣል ነገርግን ውጤታማ የሚሆነው በጣም ትንሽ ርቀት ላይ ብቻ ነው። ኃይሉ የሚንቀሳቀሰው በሱባቶሚክ ደረጃ ሲሆን ለዋክብት ኃይልን በማቅረብ እና ንጥረ ነገሮችን በመፍጠር ረገድ ወሳኝ ሚና ይጫወታል። በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ ላሉ አብዛኛዎቹ የተፈጥሮ ጨረሮችም ተጠያቂ ነው።

የፌርሚ ቲዎሪ

ጣሊያናዊው የፊዚክስ ሊቅ ኤንሪኮ ፌርሚ በ1933 ቤታ መበስበስን፣ ኒውትሮንን ወደ ፕሮቶን የመቀየር እና ኤሌክትሮን የማስወጣት ሂደትን ለማብራራት ንድፈ ሃሳብ ፈጠረ፣ ብዙ ጊዜ በዚህ አውድ እንደ ቤታ ቅንጣት ይጠቀሳል። አዲስ የሃይል አይነት ለይቷል፡ ደካማ ሃይል እየተባለ የሚጠራው፡ ለመበስበስ ተጠያቂው፡ ኒውትሮን ወደ ፕሮቶን፡ ኒውትሪኖ እና ኤሌክትሮን የመቀየር መሰረታዊ ሂደት፡ በኋላም አንቲኒውትሪኖ ተብሎ ተለይቷል።

Fermi በመጀመሪያዜሮ ርቀት እና ማጣበቂያ እንዳለ ገምቷል. ኃይሉ እንዲሠራ ሁለቱ ቅንጣቶች መገናኘት አለባቸው. ከዚያን ጊዜ ጀምሮ ደካማው ኃይል ከፕሮቶን ዲያሜትሩ 0.1% ጋር እኩል በሆነ እጅግ በጣም አጭር ርቀት ላይ እራሱን የሚገልጥ ማራኪ ሃይል መሆኑ ተገለፀ።

የኤሌክትሮ ደካማ ኃይል

በሬዲዮአክቲቭ መበስበስ ውስጥ፣ደካማው ሃይል ከኤሌክትሮማግኔቲክ ሃይል 100,000 ጊዜ ያህል ያነሰ ነው። ነገር ግን፣ አሁን በውስጣዊ ከኤሌክትሮማግኔቲክ ጋር እኩል እንደሆነ ይታወቃል፣ እና እነዚህ ሁለቱ ተለይተው የሚታወቁት ልዩ ክስተቶች የአንድ ኤሌክትሮ ደካማ ሃይል መገለጫዎች እንደሆኑ ይታሰባል። ይህ የተረጋገጠው ከ100 ጂኤቪ በሚበልጥ ሃይል በመዋሃዳቸው ነው።

አንዳንድ ጊዜ ደካማው መስተጋብር የሚገለጠው በሞለኪውሎች መበስበስ ነው ይላሉ። ነገር ግን ኢንተርሞለኪውላር ሃይሎች ኤሌክትሮስታቲክ ተፈጥሮ አላቸው። በቫን ደር ዋልስ ተገኝተው ስሙን ይዘዋል።

መደበኛ ሞዴል

በፊዚክስ ውስጥ ያለው ደካማ መስተጋብር የመደበኛ ሞዴል አካል ነው - የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ንድፈ ሃሳብ፣ እሱም የቁስን መሰረታዊ መዋቅር የሚያማምሩ እኩልታዎች በመጠቀም ይገልፃል። በዚህ ሞዴል መሰረት የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ማለትም ወደ ትናንሽ ክፍሎች ሊከፋፈሉ የማይችሉት የአጽናፈ ዓለሙን ግንባታዎች ናቸው.

ከእነዚህ ቅንጣቶች ውስጥ አንዱ ኳርክ ነው። የሳይንስ ሊቃውንት ምንም ያነሰ ነገር መኖሩን አይገምቱም, ግን አሁንም እየፈለጉ ነው. 6 ዓይነት ወይም የኳርኮች ዓይነቶች አሉ። በቅደም ተከተል እናስቀምጣቸውየጅምላ ጭማሪ፡

• ከላይ፤
• የታች፤
• የሚገርም፤
• ተማረከ፤
• አስደሳች፤
• እውነት።

በተለያዩ ውህዶች፣ ብዙ አይነት የሱባቶሚክ ቅንጣቶች ይመሰርታሉ። ለምሳሌ, ፕሮቶን እና ኒውትሮን - የአቶሚክ ኒውክሊየስ ትላልቅ ቅንጣቶች - እያንዳንዳቸው ሦስት ኳርኮችን ያካትታሉ. ከላይ ሁለቱ እና ከታች አንድ ፕሮቶን ይሠራሉ. ከላይ አንድ እና ሁለት የታችኛው ክፍል ኒውትሮን ይፈጥራሉ. የኳርክን አይነት መቀየር ፕሮቶንን ወደ ኒውትሮን ሊለውጠው ይችላል፣በዚህም አንድን ንጥረ ነገር ወደ ሌላ ይለውጣል።

ሌላው የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ቦሶን ናቸው። እነዚህ ቅንጣቶች የኃይል ጨረሮችን ያካተቱ የግንኙነት ተሸካሚዎች ናቸው። ፎቶኖች አንድ የቦሶን ዓይነት ናቸው, ግሉኖች ሌላ ናቸው. እያንዳንዳቸው እነዚህ አራት ኃይሎች የመስተጋብር ተሸካሚዎች ልውውጥ ውጤት ናቸው. ጠንከር ያለ መስተጋብር የሚከናወነው በ gluon ፣ እና የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር በፎቶን ነው። የስበት ኃይል በንድፈ ሀሳብ የስበት ኃይል ተሸካሚ ነው፣ ግን አልተገኘም።

W- እና Z-bosons

ደካማ መስተጋብር የሚከናወነው በW- እና Z-bosons ነው። እነዚህ ቅንጣቶች በ1960ዎቹ በኖቤል ተሸላሚዎች ስቲቨን ዌይንበርግ፣ ሼልደን ሳላም እና አብዱስ ግሌሾው የተነበዩ እና በ1983 በአውሮፓ የኑክሌር ምርምር ድርጅት CERN ተገኝተዋል።

W-bosons በኤሌክትሪክ የሚሞሉ ሲሆኑ በምልክቶቹ W⁺ (አዎንታዊ በሆነ መልኩ የተከፈሉ) እና W^{- (አሉታዊ በሆነ መልኩ እንዲከፍሉ) ይጠቁማሉ።. W-boson የንጥሎች ስብጥር ይለውጣል. በኤሌክትሪክ የተሞላ ደብልዩ ቦሶን በማውጣት፣ ደካማው ኃይል የኳርክን ዓይነት ይለውጣል፣ ፕሮቶን ይሠራልወደ ኒውትሮን ወይም በተቃራኒው. የኑክሌር ውህደትን የሚያመጣው እና ኮከቦች እንዲቃጠሉ የሚያደርገው ይህ ነው።}

ይህ ምላሽ ውሎ አድሮ በሱፐርኖቫ ፍንዳታ ወደ ህዋ የሚጣሉ ከባድ ንጥረ ነገሮችን ይፈጥራል የፕላኔቶች፣ የእፅዋት፣ የሰዎች እና ሌሎች በምድር ላይ ያሉ ሁሉም ነገሮች ህንጻዎች ይሆናሉ።

ገለልተኛ ወቅታዊ

Z-boson ገለልተኛ ነው እና ደካማ ገለልተኛ ፍሰትን ይይዛል። ከቅንጣዎች ጋር ያለውን ግንኙነት ለመለየት አስቸጋሪ ነው. በ1960ዎቹ የ W- እና Z-bosons የሙከራ ፍለጋ ሳይንቲስቶች ኤሌክትሮማግኔቲክ እና ደካማ ሀይሎችን ወደ አንድ “ኤሌክትሮዊክ” የሚያዋህድ ፅንሰ-ሀሳብ እንዲፈጥሩ አድርጓቸዋል። ነገር ግን፣ ንድፈ ሃሳቡ ተሸካሚው ቅንጣቶች ክብደት የሌላቸው እንዲሆኑ አስፈልጎ ነበር፣ እና ሳይንቲስቶች በንድፈ ሀሳብ ደብሊው ቦሰን አጭር ወሰንን ለማስረዳት ከባድ መሆን እንዳለበት ያውቁ ነበር። ቲዎሪስቶች የጅምላ ደብልዩን የሂግስ ቦሶን መኖርን በሚያቀርበው ሂግስ ሜካኒካል በተባለ የማይታይ ዘዴ ነው ብለውታል።

እ.ኤ.አ.

ቤታ መበላሸት

ደካማ መስተጋብር በβ-መበስበስ ይገለጻል - ፕሮቶን ወደ ኒውትሮን የሚቀየርበት ሂደት እና በተቃራኒው። በጣም ብዙ ኒውትሮኖች ወይም ፕሮቶኖች ባሉበት ኒውክሊየስ ውስጥ አንዱ ወደ ሌላ ሲቀየር ይከሰታል።

ቤታ መበስበስ ከሁለት መንገዶች በአንዱ ሊከሰት ይችላል፡

1. በቅድመ-ይሁንታ መበስበስ ሲቀነስ፣ አንዳንዴም እንደ ተጽፏልβ- - መበስበስ፣ ኒውትሮን ወደ ፕሮቶን፣ አንቲንዩትሪኖ እና ኤሌክትሮን ይከፈላል።
2. ደካማ መስተጋብር በአቶሚክ አስኳሎች መበስበስ ይገለጣል፣ አንዳንዴ β+-መበስበስ ተብሎ ይጻፋል፣ ፕሮቶን ወደ ኒውትሮን፣ ኒውትሪኖ እና ፖዚትሮን ሲከፈል።

አንዱ ንጥረ ነገር ወደ ሌላ ሊቀየር የሚችለው ከኒውትሮኖቹ አንዱ በራሱ በቅድመ-ይሁንታ መበስበሱን በራሱ ወደ ፕሮቶን ሲቀየር ወይም ከፕሮቶኖቹ ውስጥ አንዱ በድንገት በ β+ በኩል ወደ ኒውትሮን ሲቀየር ነው።-መበስበስ።

ድርብ የቤታ መበስበስ የሚከሰተው በኒውክሊየስ ውስጥ ያሉ 2 ፕሮቶኖች በአንድ ጊዜ ወደ 2 ኒውትሮን ሲቀየሩ ወይም በተቃራኒው 2 ኤሌክትሮን-አንቲዩትሪኖስ እና 2 ቤታ ቅንጣቶች ሲወጡ ነው። በግምታዊ ኒውትሪኖ አልባ ድርብ ቤታ መበስበስ፣ ኒውትሪኖዎች አይፈጠሩም።

ኤሌክትሮናዊ ቀረጻ

ፕሮቶን ኤሌክትሮን መያዝ ወይም ኬ-ካፕቸር በሚባል ሂደት ወደ ኒውትሮን ሊቀየር ይችላል። ኒውክሊየስ ከኒውትሮን ብዛት ጋር ሲነፃፀር ከመጠን በላይ የፕሮቶኖች ብዛት ሲኖረው ኤሌክትሮኖል እንደ ደንቡ ከውስጣዊው የኤሌክትሮን ቅርፊት ወደ ኒውክሊየስ ውስጥ ይወድቃል። የምሕዋር ኤሌክትሮን በወላጅ ኒውክሊየስ ተይዟል, ምርቶቹ የሴት ልጅ ኒውክሊየስ እና ኒውትሪኖ ናቸው. የተገኘው የሴት ልጅ አስኳል አቶሚክ ቁጥር በ1 ቀንሷል፣ ነገር ግን አጠቃላይ የፕሮቶን እና የኒውትሮኖች ብዛት ተመሳሳይ ነው።

Fusion ምላሽ

ደካማ ሃይል በኒውክሌር ውህደት ውስጥ ይሳተፋል፣ፀሀይ እና ውህድ (ሃይድሮጂን) ቦምቦችን የሚያበረታታ ምላሽ።

የሃይድሮጂን ውህደት የመጀመሪያው እርምጃ የሁለት ግጭት ነው።በኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ምክንያት የሚደርስባቸውን የእርስ በርስ ተቃውሞ ለማሸነፍ በቂ ኃይል ያላቸው ፕሮቶኖች።

ሁለቱም ቅንጣቶች እርስ በእርሳቸው ከተጠጉ፣ ጠንካራ መስተጋብር ሊተሳሰራቸው ይችላል። ይህ ያልተረጋጋ የሂሊየም ቅርጽ (²He) ይፈጥራል፣ እሱም ሁለት ፕሮቶኖች ያሉት ኒውክሊየስ፣ ከተረጋጋው ቅርጽ (^{4He) በተቃራኒ ሁለት ኒውትሮን እና ሁለት ፕሮቶኖች ያሉት።}

የሚቀጥለው እርምጃ ደካማ መስተጋብር ነው። ከመጠን በላይ በሆኑ ፕሮቶኖች ምክንያት ከመካከላቸው አንዱ የቅድመ-ይሁንታ መበስበስን ያጋጥመዋል። ከዚያ በኋላ፣ መካከለኛ ምስረታ እና ውህደትን ጨምሮ ሌሎች ምላሾች ³እርሱ በመጨረሻ የተረጋጋ ^{4እርሱ። ይመሰርታሉ።}