Aceasta este a treia interacțiune fundamentală care există doar în microcosmos. Este responsabil pentru transformarea unor particule de fermion în altele, în timp ce culoarea peptonilor și quarcilor care interacționează slab nu se schimbă. Un exemplu tipic de interacțiune slabă este procesul de dezintegrare beta, în timpul căruia un neutron liber se descompune într-un proton, un electron și un antineutrin electronic în medie de 15 minute. Dezintegrarea este cauzată de transformarea unui cuarc de aromă d într-un cuarc de aromă u în interiorul neutronului. Electronul emis asigură conservarea sarcinii electrice totale, iar antineutrinul permite conservarea impulsului mecanic total al sistemului.
Interacțiune puternică
Funcția principală a forței puternice este de a combina quarcii și antiquarcii în hadroni. Teoria interacțiunilor puternice este în proces de creație. Este o teorie tipică a câmpului și se numește cromodinamică cuantică. Poziția sa de pornire este postulatul existenței a trei tipuri de încărcături de culoare (roșu, albastru, verde), care exprimă capacitatea inerentă materiei de a combina quarci într-o interacțiune puternică. Fiecare dintre quarci conține o combinație de astfel de sarcini, dar compensarea lor reciprocă completă nu are loc, iar quarcul are o culoare rezultată, adică își păstrează capacitatea de a interacționa puternic cu alți quarci. Dar când trei cuarci, sau un cuarc și un antiquarc, se combină pentru a forma un hadron, combinația totală de încărcături de culoare din acesta este astfel încât hadronul în ansamblu este neutru de culoare. Sarcinile de culoare creează câmpuri cu cuantele lor inerente - bozoni. Schimbul de bosoni virtuali de culoare între quarci și (sau) antiquarci servește drept bază materială pentru interacțiunea puternică. Înainte de descoperirea quarcilor și a interacțiunii culorilor, interacțiunea nucleară era considerată fundamentală, unind protoni și neutroni în nucleele atomilor. Odată cu descoperirea nivelului de quarc al materiei, interacțiunea puternică a început să fie înțeleasă ca interacțiuni de culoare între quarci care se combină în hadroni. Forțele nucleare nu mai sunt considerate fundamentale, ele trebuie cumva exprimate prin forțe colorate. Dar acest lucru nu este ușor de făcut, deoarece barionii (protonii și neutronii) care alcătuiesc nucleul sunt în general neutre de culoare. Prin analogie, putem aminti că atomii în ansamblu sunt neutri din punct de vedere electric, dar la nivel molecular apar forțe chimice, care sunt considerate ecouri ale forțelor atomice electrice.
Cele patru tipuri de interacțiuni fundamentale considerate stau la baza tuturor celorlalte forme cunoscute de mișcare a materiei, inclusiv cele care au apărut în stadiile cele mai înalte de dezvoltare. Orice forme complexe de mișcare, atunci când sunt descompuse în componente structurale, se găsesc ca modificări complexe ale acestor interacțiuni fundamentale.
2. Dezvoltarea opiniilor științifice asupra interacțiunii particulelor înainte de crearea evolutivă a teoriei „Marea Unificare”
Marea Teorie Unificată este o teorie care combină interacțiunile electromagnetice, puternice și slabe. Menționând teoria „Marea Unificare”, se ajunge la faptul că toate forțele care există în natură sunt o manifestare a unei singure forțe fundamentale universale. Există o serie de considerații care dau motive să credem că în momentul Big Bang-ului care a dat naștere universului nostru, doar această forță exista. Cu toate acestea, în timp, universul s-a extins, ceea ce înseamnă că s-a răcit, iar forța unică s-a împărțit în mai multe diferite, pe care le observăm acum. Teoria „Marea Unificare” ar trebui să descrie forțele electromagnetice, puternice, slabe și gravitaționale ca o manifestare a unei singure forțe universale. Există deja unele progrese: oamenii de știință au reușit să construiască o teorie care combină interacțiunile electromagnetice și cele slabe. Cu toate acestea, lucrarea principală despre teoria „Mării Uniri” este încă în față.
Fizica modernă a particulelor este forțată să discute probleme care, de fapt, i-au îngrijorat chiar și pe gânditorii antici. Care este originea particulelor și a atomilor chimici formați din aceste particule? Și cum poate fi construit Cosmosul, Universul pe care îl vedem, din particule, indiferent cum le numim? Și încă ceva - Universul a fost creat sau a existat din eternitate? Dacă aceasta este întrebarea corectă, care sunt modalitățile de gândire care pot duce la răspunsuri convingătoare? Toate aceste întrebări sunt similare cu căutarea adevăratelor principii ale ființei, întrebări despre natura acestor principii.
Orice am spune despre Cosmos, un lucru este clar că totul în lumea naturală este într-un fel compus din particule. Dar cum trebuie înțeleasă această compoziție? Se știe că particulele interacționează - se atrag sau se resping reciproc. Fizica particulelor studiază diverse interacțiuni. [Popper K. Despre izvoarele cunoaşterii şi ignoranţei // Vopr. istoria științelor naturale și tehnicii, 1992, nr.3, p. 32.]
Interacțiunea electromagnetică a atras o atenție deosebită în secolele XVIII-XIX. S-au găsit asemănări și diferențe între interacțiunile electromagnetice și gravitaționale. La fel ca gravitația, forțele de interacțiune electromagnetică sunt invers proporționale cu pătratul distanței. Dar, spre deosebire de gravitație, „gravitația” electromagnetică nu numai că atrage particule (diferite ca semn de sarcină), ci și le respinge unele de altele (particule la fel de încărcate). Și nu toate particulele sunt purtătoare de sarcină electrică. De exemplu, fotonul și neutronul sunt neutre în acest sens. În anii 50 ai secolului XIX. teoria electromagnetică a lui D. C. Maxwell (1831–1879) a unificat fenomenele electrice și magnetice și a clarificat astfel acțiunea forțelor electromagnetice. [Grunbaum A. Origine versus creație în cosmologia fizică (distorsiuni teologice ale cosmologiei fizice moderne). - Î. filozofie, 1995, nr.2, p. 19.]
Studiul fenomenelor de radioactivitate a condus la descoperirea unui tip special de interacțiune între particule, care a fost numită interacțiunea slabă. Deoarece această descoperire este legată de studiul radioactivității beta, s-ar putea numi această interacțiune dezintegrare beta. Cu toate acestea, în literatura fizică se obișnuiește să se vorbească despre interacțiunea slabă - este mai slabă decât cea electromagnetică, deși este mult mai puternică decât cea gravitațională. Descoperirea a fost facilitată de cercetările lui W. Pauli (1900–1958), care a prezis că în timpul dezintegrarii beta, apare o particulă neutră, compensând încălcarea aparentă a legii conservării energiei, numită neutrin. Și în plus, descoperirea interacțiunilor slabe a fost facilitată de studiile lui E. Fermi (1901–1954), care, împreună cu alți fizicieni, a sugerat că electronii și neutrinii, înainte de a părăsi nucleul radioactiv, nu există în nucleu, ca să spunem așa, în formă finită, dar se formează în timpul procesului de radiație. [Grunbaum A. Origine versus creație în cosmologia fizică (distorsiuni teologice ale cosmologiei fizice moderne). - Î. filozofie, 1995, nr.2, p. 21.]
În cele din urmă, a patra interacțiune s-a dovedit a fi legată de interior procese nucleare. Numit interacțiune puternică, se manifestă ca o atracție a particulelor intranucleare - protoni și neutroni. Datorită dimensiunilor sale mari, se dovedește a fi o sursă de energie enormă.
Studiul a patru tipuri de interacțiuni a urmat calea căutării conexiunii lor profunde. Pe acest drum obscur, în mare măsură obscur, doar principiul simetriei a ghidat investigația și a condus la identificarea presupusei conexiuni. tipuri variate interacțiuni.
Pentru a dezvălui astfel de conexiuni, a fost necesar să se îndrepte spre căutarea unui tip special de simetrie. Un exemplu simplu Acest tip de simetrie poate fi dependența muncii efectuate la ridicarea sarcinii de înălțimea ascensorului. Energia cheltuită depinde de diferența de înălțime, dar nu depinde de natura traseului de ascensiune. Doar diferenta de inaltime este semnificativa si nu conteaza deloc de la ce nivel incepem masuratoarea. Se poate spune că avem de-a face aici cu simetrie față de alegerea punctului de referință.
În mod similar, puteți calcula energia de mișcare a unei sarcini electrice într-un câmp electric. Analogul înălțimii aici este tensiunea de câmp sau, în caz contrar, potențialul electric. Energia cheltuită în timpul mișcării sarcinii va depinde doar de diferența de potențial dintre punctele de sfârșit și de început din spațiul câmpului. Avem de-a face aici cu așa-numitul gauge sau, cu alte cuvinte, cu simetria scării. Simetria gauge legată de câmpul electric este strâns legată de legea conservării sarcinii electrice.
Simetria gauge s-a dovedit a fi cel mai important instrument care dă naștere posibilității de a rezolva multe dificultăți în teoria particulelor elementare și în numeroase încercări de unificare a diferitelor tipuri de interacțiuni. În electrodinamica cuantică, de exemplu, apar diverse divergențe. Aceste divergențe pot fi eliminate deoarece așa-numita procedură de renormalizare, care elimină dificultățile teoriei, este strâns legată de simetria gauge. Apare ideea că dificultățile în construirea teoriei nu numai a interacțiunilor electromagnetice, ci și a altor interacțiuni pot fi depășite dacă este posibil să se găsească alte simetrii ascunse.
Simetria gabaritului poate lua un caracter generalizat și poate fi legată de orice câmp de forță. La sfârşitul anilor 1960 S. Weinberg (n. 1933) din Universitatea Harvard iar A. Salam (n. 1926) de la Imperial College din Londra, bazându-se pe lucrarea lui S. Glashow (n. 1932), a întreprins o unificare teoretică a interacțiunilor electromagnetice și slabe. Ei au folosit ideea de simetrie gauge și conceptul de câmp gauge legat de această idee. [Yakushev A. S. Concepte de bază ale științelor naturale moderne. - M., Faptul-M, 2001, p. 29.]
Aplicabil pentru interacțiunea electromagnetică cea mai simpla forma simetria gabaritului. S-a dovedit că simetria interacțiunii slabe este mai complicată decât cea a celei electromagnetice. Această complexitate se datorează complexității procesului în sine, ca să spunem așa, mecanismului de interacțiune slabă.
În procesul de interacțiune slabă, de exemplu, are loc dezintegrarea unui neutron. La acest proces pot participa particule precum neutroni, protoni, electroni și neutrini. Mai mult, din cauza interacțiunii slabe, are loc transformarea reciprocă a particulelor.
Prevederi conceptuale ale teoriei „Mării Uniri”
În fizica teoretică modernă, două noi scheme conceptuale dau tonul: așa-numita teorie „Grand Unified” și supersimetria.
Aceste direcții științifice duc împreună la o idee foarte atractivă, conform căreia întreaga natură este în cele din urmă supusă acțiunii unui fel de superputere, care se manifestă în diverse „persoane”. Această forță este suficient de puternică pentru a crea Universul nostru și a-l înzestra cu lumină, energie, materie și structură. Dar superputerea este mai mult decât un principiu creativ. În ea, materia, spațiu-timp și interacțiunea se contopesc într-un întreg armonios inseparabil, generând o asemenea unitate a Universului pe care nimeni nu și-o imaginase anterior. Scopul științei este, în esență, să caute o astfel de unitate. [Ovchinnikov N. F. Structura și simetria // System Research, M., 1969, p. 137.]
Pe baza acestui fapt, există o anumită încredere în unificarea tuturor fenomenelor de natură animată și neînsuflețită în cadrul unei singure scheme descriptive. Până în prezent, sunt cunoscute patru interacțiuni fundamentale sau patru forțe din natură, responsabile pentru toate interacțiunile cunoscute. particule elementare– interacțiuni puternice, slabe, electromagnetice și gravitaționale. Interacțiunile puternice leagă quarcii. Interacțiunile slabe sunt responsabile pentru unele tipuri de descompunere nucleară. Forțele electromagnetice acționează între sarcini electrice, iar forțele gravitaționale acționează între mase. Prezența acestor interacțiuni este o condiție suficientă și necesară pentru construirea lumii din jurul nostru. De exemplu, fără gravitație, nu numai că nu ar exista galaxii, stele și planete, dar Universul nu ar fi putut apărea - la urma urmei, înseși conceptele Universului în expansiune și Big Bang, din care își are originea spațiu-timpul, se bazează. asupra gravitației. Fără interacțiuni electromagnetice, nu ar exista atomi, nici chimie sau biologie, nici căldură și lumină solară. Fără interacțiuni nucleare puternice, nucleul nu ar exista și, în consecință, atomii și moleculele, chimia și biologia, iar stelele și Soarele nu ar putea genera căldură și lumină din cauza energiei nucleare.
Chiar și forțele nucleare slabe joacă un rol în formarea universului. Fără ele, reacțiile nucleare în Soare și stele ar fi imposibile, aparent, exploziile de supernove nu ar avea loc, iar elementele grele necesare vieții nu s-ar putea răspândi în Univers. Viața ar putea la fel de bine să nu existe. Dacă suntem de acord cu opinia că toate aceste patru interacțiuni complet diferite, fiecare dintre ele necesare în felul său pentru apariția unor structuri complexe și pentru determinarea evoluției întregului Univers, sunt generate de o singură superputere simplă, atunci existența o singură lege fundamentală care funcționează atât în natura vie, cât și în cea neînsuflețită este dincolo de orice îndoială. Cercetările moderne arată că la un moment dat aceste patru forțe ar fi putut fi combinate într-una singură.
Acest lucru a fost posibil la energiile enorme caracteristice erei universului timpuriu la scurt timp după Big Bang. Într-adevăr, teoria unificării interacțiunilor electromagnetice și slabe a fost deja confirmată experimental. Teoriile „Marea Unificare” ar trebui să combine aceste interacțiuni cu altele puternice, iar teoriile „Tot ceea ce este” ar trebui să descrie toate cele patru interacțiuni fundamentale într-un mod unificat ca manifestări ale unei singure interacțiuni. Istoria termică a Universului, începând de la 10–43 sec. după Big Bang și până în prezent, arată că majoritatea heliului-4, heliului-3, deuteronilor (nuclee de deuteriu - un izotop greu de hidrogen) și litiu-7 s-au format în Univers la aproximativ 1 minut după Marea explozie.
Elementele mai grele au apărut în interiorul stelelor zeci de milioane sau miliarde de ani mai târziu, iar apariția vieții corespunde etapei finale a universului în evoluție. Pe baza analizei teoretice efectuate și a rezultatelor simulării pe computer a sistemelor disipative care funcționează departe de echilibru, sub acțiunea unui flux de energie scăzută cu frecvență de cod, am ajuns la concluzia că există două procese paralele în Univers - entropia și informația. Mai mult, procesul de entropie de transformare a materiei în radiații nu este dominant. [Soldatov VK Teoria „Mării Uniri”. - M., Postscript, 2000, p. 38.]
În aceste condiții, apare un nou tip de autoorganizare evolutivă a materiei, legând comportamentul coerent spațiu-timp al sistemului cu procesele dinamice din cadrul sistemului însuși. Apoi, la scara Universului, această lege va fi formulată astfel: „Dacă Big Bang-ul a dus la formarea a 4 interacțiuni fundamentale, atunci evoluția ulterioară a organizării spațiu-timp a Universului este legată de unificarea lor. " Astfel, în opinia noastră, legea creșterii entropiei trebuie aplicată nu părților individuale ale Universului, ci întregului proces al evoluției sale. În momentul formării sale, Universul s-a dovedit a fi cuantificat în funcție de nivelurile spațiu-timp ale ierarhiei, fiecare dintre acestea corespunzând uneia dintre interacțiunile fundamentale. Fluctuația rezultată, percepută ca o imagine în expansiune a Universului, la un moment dat continuă să-și restabilească echilibrul. Procesul de evoluție ulterioară are loc într-o imagine în oglindă.
Cu alte cuvinte, două procese au loc simultan în universul observabil. Un proces - anti-entropia - este asociat cu restabilirea echilibrului perturbat, prin auto-organizarea materiei și radiațiilor în stări macrocuantice (ca exemplu fizic stări bine-cunoscute ale materiei precum suprafluiditatea, supraconductibilitatea și efectul Hall cuantic). Acest proces, aparent, determină evoluția consistentă a proceselor de fuziune termonucleară în stele, formarea sistemelor planetare, a mineralelor, a florei, a organismelor unicelulare și pluricelulare. Aceasta urmează automat orientarea de auto-organizare a celui de-al treilea principiu al evoluției progresive a organismelor vii.
Un alt proces este de natură pur entropică și descrie procesele de tranziție evolutivă ciclică a materiei care se auto-organiza (decădere - autoorganizare). Este posibil ca aceste principii să servească drept bază pentru crearea unui aparat matematic care vă permite să combinați toate cele patru interacțiuni într-o singură superputere. După cum sa menționat deja, tocmai această problemă se ocupă în prezent de majoritatea fizicienilor teoreticieni. Argumentarea ulterioară a acestui principiu depășește cu mult scopul acestui articol și este legată de construcția teoriei Auto-Organizării Evolutive a Universului. Deci hai sa o facem concluzia principalăși vedeți cum se aplică sistemelor biologice, principiile controlului lor și, cel mai important, noilor tehnologii pentru tratamentul și prevenirea stărilor patologice ale organismului. În primul rând, ne vor interesa principiile și mecanismele de menținere a autoorganizării și evoluției organismelor vii, precum și cauzele încălcărilor acestora, manifestate sub forma diferitelor patologii.
Primul dintre ele este principiul controlului frecvenței codului, al cărui scop principal este menținerea, sincronizarea și controlul fluxurilor de energie în cadrul oricărui sistem disipativ auto-organizat deschis. Implementarea acestui principiu pentru organismele vii necesită prezența la fiecare nivel ierarhic structural a unui obiect biologic (molecular, subcelular, celular, tisular, organoid, organismic, populațional, biocenotic, biotic, peisaj, biosferic, cosmic) prezența unui bioritmologic. proces asociat cu consumul și consumul de energie transformabilă, care determină activitatea și succesiunea proceselor din cadrul sistemului. Acest mecanism ocupă un loc central în etapele incipiente ale apariției vieții în formarea structurii ADN și principiul reduplicării codurilor discrete de informații ereditare, precum și în procese precum diviziunea celulară și diferențierea ulterioară. După cum știți, procesul de diviziune celulară are loc întotdeauna într-o secvență strictă: profază, metafază, telofază și apoi anafază. Puteți încălca condițiile de divizare, preveniți-o, chiar eliminați nucleul, dar secvența va fi întotdeauna păstrată. Fără îndoială, corpul nostru este echipat cu cei mai perfecti sincronizatori: un sistem nervos sensibil la cele mai mici modificări ale mediului extern și intern, un sistem umoral mai lent. În același timp, infuzoria-pantof, în absența completă a sistemelor nervos și umoral, trăiește, se hrănește, excretă, se reproduce, iar toate aceste procese complexe nu se desfășoară aleatoriu, ci într-o secvență strictă: orice reacție predetermina următoarea, și care, la rândul său, alocă produsele necesare pentru a începe următoarea reacție. [Soldatov VK Teoria „Mării Uniri”. - M., Postscript, 2000, p. 59.]
Trebuie remarcat faptul că până și teoria lui Einstein a marcat un progres atât de important în înțelegerea naturii, încât în curând a devenit inevitabilă o revizuire a opiniilor asupra altor forțe ale naturii. În acest moment, singura „cealaltă” forță a cărei existență era ferm stabilită era forța electromagnetică. Cu toate acestea, în exterior nu semăna deloc cu gravitația. Mai mult, cu câteva decenii înainte de crearea teoriei gravitației lui Einstein, teoria lui Maxwell a descris cu succes electromagnetismul și nu exista niciun motiv să ne îndoim de validitatea acestei teorii.
De-a lungul vieții, Einstein a visat să creeze o teorie unificată a câmpului în care toate forțele naturii să se contopească pe baza geometriei pure. Einstein și-a dedicat cea mai mare parte a vieții căutării unei astfel de scheme după crearea teoriei generale a relativității. Totuși, în mod ironic, cel mai apropiat lucru de realizarea visului lui Einstein a venit puțin cunoscutul fizician polonez Theodor Kaluza, care, în 1921, a pus bazele unei abordări noi și neașteptate a fizicii unificatoare, încă uimitor cu îndrăzneala lui.
Odată cu descoperirea interacțiunilor slabe și puternice în anii 1930, ideile de unificare a gravitației și electromagnetismului și-au pierdut în mare măsură atractivitatea. O teorie consistentă a câmpului unificat trebuia să includă nu două, ci patru forțe. Evident, acest lucru nu s-ar putea face fără a obține o înțelegere profundă a interacțiunilor slabe și puternice. La sfârșitul anilor 1970, datorită unei brize proaspete aduse de Grand Unified Theories (GUT) și supergravitație, vechea teorie Kaluza-Klein a fost amintită. Ea a fost „curățată de praf, îmbrăcată la modă” și a inclus în ea toate interacțiunile cunoscute astăzi.
În GUT, teoreticienii au reușit să colecteze trei tipuri foarte diferite de interacțiuni în cadrul unui singur concept; acest lucru se datorează faptului că toate cele trei interacțiuni pot fi descrise folosind câmpuri gauge. Principala proprietate a câmpurilor gauge este existența simetriilor abstracte, datorită cărora această abordare capătă eleganță și deschide posibilități largi. Prezența simetriilor câmpului de forță indică cu siguranță manifestarea unei geometrii ascunse. În teoria Kaluza-Klein readusă la viață, simetriile câmpurilor gauge dobândesc concretețe - acestea sunt simetrii geometrice asociate cu dimensiuni suplimentare ale spațiului.
Ca și în versiunea originală, interacțiunile sunt introduse în teorie prin adăugarea unor dimensiuni spațiale suplimentare la spațiu-timp. Cu toate acestea, din moment ce acum trebuie să găzduim trei tipuri de interacțiuni, trebuie să introducem câteva dimensiuni suplimentare. O simplă numărare a numărului de operații de simetrie implicate în GUT conduce la o teorie cu șapte dimensiuni spațiale suplimentare (astfel încât numărul lor total să ajungă la zece); dacă se ia în considerare timpul, atunci întregul spațiu-timp are unsprezece dimensiuni. [Soldatov VK Teoria „Mării Uniri”. - M., Postscript, 2000, p. 69.]
Principalele prevederi ale teoriei „Marea Unificare” din punctul de vedere al fizicii cuantice
În fizica cuantică, fiecare scară de lungime este asociată cu o scară de energie (sau masă echivalentă). Cu cât scara de lungime studiată este mai mică, cu atât energia necesară pentru aceasta este mai mare. Pentru a studia structura cuarci a protonului, energii echivalente în termeni de macar de zece ori masa unui proton. Mult mai sus pe scara energetică este masa corespunzătoare Marii Uniri. Dacă vom reuși vreodată să obținem o masă (energie) atât de uriașă, de care suntem foarte departe de astăzi, atunci va fi posibil să studiem lumea particulelor X, în care distincțiile dintre quarci și leptoni sunt șterse.
Ce fel de energie este nevoie pentru a pătrunde „în interiorul” celei 7 sfere și a explora dimensiuni suplimentare ale spațiului? Conform teoriei Kaluza-Klein, se cere să depășească scara Marii Unificări și să atingă energii echivalente cu 10 19 mase de protoni. Doar cu astfel de energii inimaginabil de uriașe ar fi posibil să se observe direct manifestările dimensiunilor suplimentare ale spațiului.
Această valoare uriașă - 10 19 mase de protoni - se numește masa Planck, deoarece a fost introdusă pentru prima dată de Max Planck, creatorul teoriei cuantice. Cu o energie corespunzătoare masei Planck, toate cele patru interacțiuni din natură s-ar fuziona într-o singură superforță și zece dimensiuni spațiale ar fi complet egale. Dacă ar fi posibil să se concentreze o cantitate suficientă de energie, „asigurând atingerea masei Planck, atunci întreaga dimensiune a spațiului s-ar manifesta în toată splendoarea sa. [Yakushev A. S. Concepte de bază ale științelor naturale moderne. - M., Fapt. -M, 2001, p. 122. ]
Dând frâu liber imaginației, ne putem imagina că într-o zi omenirea va stăpâni superputerea. Dacă s-ar întâmpla acest lucru, atunci am câștiga putere asupra naturii, deoarece superputerea dă naștere în cele din urmă la toate interacțiunile și toate obiectele fizice; în acest sens, este principiul fundamental al tuturor lucrurilor. După ce am stăpânit superputerea, am putea schimba structura spațiului și a timpului, am putea îndoi vidul în felul nostru și am putea pune materia în ordine. Prin controlul superputerii, am putea crea sau transforma particule după bunul plac, generând noi forme exotice de materie. Am putea chiar să manipulăm dimensionalitatea spațiului însuși, creând lumi artificiale bizare cu proprietăți de neconceput. Am fi cu adevărat stăpâni ai universului!
Dar cum se poate realiza acest lucru? În primul rând, trebuie să obțineți suficientă energie. Pentru a vă face o idee despre ce vorbim, amintiți-vă că acceleratorul liniar de la Stanford, lung de 3 km, accelerează electronii la energii echivalente cu 20 de mase de protoni. Pentru a obține energia Planck, acceleratorul ar trebui extins cu un factor de 1018, făcându-l de dimensiunea Căii Lactee (aproximativ o sută de mii de ani lumină). Un astfel de proiect nu este unul dintre cele care pot fi implementate în viitorul apropiat. [Wheeler J.A. Quantum and Universe // Astrofizica, quanta și teoria relativității, M., 1982, p. 276.]
Există trei praguri distincte, sau scări, ale energiei în Marea Teorie Unificată. În primul rând, acesta este pragul Weinberg–Salam, echivalent cu aproape 90 de mase de protoni, peste care interacțiunile electromagnetice și slabe se contopesc într-un singur electroslab. A doua scară, corespunzătoare unei mase de 10 14 protoni, este caracteristică Marii Uniri și noii fizici bazate pe aceasta. În cele din urmă, scara finală, masa Planck, echivalentă cu 10 19 mase de protoni, corespunde unificării complete a tuturor interacțiunilor, în urma căreia lumea este uimitor de simplificată. Una dintre cele mai mari probleme nerezolvate este explicarea existenței acestor trei scale, precum și motivele unei diferențe atât de puternice între prima și a doua dintre ele. [Soldatov VK Teoria „Mării Uniri”. - M., Postscript, 2000, p. 76.]
Tehnologia modernă este capabilă să atingă doar prima scară. Dezintegrarea protonului ne-ar putea oferi un mijloc indirect de a studia lumea fizică la scara Marii Unificări, deși în prezent nu pare să existe nicio speranță de a ajunge direct la această limită, cu atât mai puțin la scara masei Planck.
Înseamnă asta că nu vom putea niciodată să observăm manifestările superputerii originale și cele șapte dimensiuni invizibile ale spațiului? Folosind astfel de mijloace tehnice precum superconductorul superconductor, ne mișcăm rapid la scara de energii realizabile în condiții terestre. Cu toate acestea, tehnologia creată de oameni nu epuizează în niciun caz toate posibilitățile - există natura însăși. Universul este un gigantic laborator natural în care cel mai mare experiment din domeniul fizicii particulelor elementare a fost „realizat” în urmă cu 18 miliarde de ani. Numim acest experiment Big Bang. După cum vom discuta mai târziu, acest eveniment inițial a fost suficient pentru a elibera - chiar dacă pentru un moment foarte scurt - superputere. Totuși, acest lucru, aparent, a fost suficient pentru ca existența fantomatică a unei superputeri să-și lase pentru totdeauna amprenta. [Yakushev A. S. Concepte de bază ale științelor naturale moderne. - M., Faptul-M, 2001, p. 165.]
Timpul este ca un râu care poartă evenimente care trec, iar curentul său este puternic; doar ceva vi se va părea ochilor - și a fost deja dus, și se vede altceva, care va fi și el în curând dus.
Marcus Aurelius
Fiecare dintre noi se străduiește să creeze o imagine completă a lumii, inclusiv o imagine a Universului, de la cele mai mici particule subatomice până la cele mai mari scale. Dar legile fizicii sunt uneori atât de ciudate și contraintuitive încât această sarcină poate deveni copleșitoare pentru cei care nu au devenit fizicieni teoreticieni profesioniști.
Cititorul întreabă:
Deși asta nu este astronomie, dar poate îmi vei spune. Forța puternică este purtată de gluoni și leagă quarcii și gluonii. Electromagnetic este transportat de fotoni și leagă particulele încărcate electric. Se presupune că gravitația este transportată de gravitoni și leagă toate particulele de masă. Cel slab este purtat de particulele W și Z și... se datorează dezintegrarii? De ce este descrisă forța slabă în acest fel? Este forța slabă responsabilă pentru atracția și/sau respingerea oricăror particule? Si ce? Și dacă nu, de ce atunci aceasta este una dintre interacțiunile fundamentale, dacă nu este asociată cu nicio forță? Mulțumesc.
Să aruncăm o privire la elementele de bază. Există patru forțe fundamentale în univers - gravitația, electromagnetismul, forța nucleară puternică și forța nucleară slabă.
Și toate acestea sunt interacțiuni, forțe. Pentru particulele a căror stare poate fi măsurată, aplicarea unei forțe își schimbă impulsul - in viață obișnuităîn astfel de cazuri vorbim de accelerare. Și pentru trei dintre aceste forțe, acest lucru este adevărat.
În cazul gravitației, cantitatea totală de energie (în mare parte masa, dar care include toată energia) deformează spațiu-timp, iar mișcarea tuturor celorlalte particule se schimbă în prezența oricărui lucru care are energie. Acesta este modul în care funcționează în teoria clasică (nu cuantică) a gravitației. Poate sunt mai multe teorie generală, gravitația cuantică, unde există un schimb de gravitoni, ducând la ceea ce observăm ca interacțiune gravitațională.
Înainte de a continua, vă rugăm să înțelegeți:
- Particulele au o proprietate, sau ceva inerent acestora, care le permite să simtă (sau să nu simtă) un anumit tip de forță.
- Alte particule care poartă interacțiune interacționează cu prima
- Ca rezultat al interacțiunilor, particulele își schimbă impulsul sau accelerează
În electromagnetism, proprietatea principală este sarcina electrică. Spre deosebire de gravitație, aceasta poate fi pozitivă sau negativă. Un foton, o particulă care poartă o interacțiune asociată cu o sarcină, duce la faptul că aceleași sarcini se resping, iar cele diferite se atrag.
Este demn de remarcat faptul că sarcinile în mișcare, sau curenții electrici, experimentează o altă manifestare a electromagnetismului - magnetismul. Același lucru se întâmplă cu gravitația și se numește gravitomagnetism (sau gravitoelectromagnetism). Nu vom merge adânc - ideea este că nu există doar o sarcină și un purtător de forță, ci și curenți.
Există, de asemenea, o forță nucleară puternică, care are trei tipuri de încărcături. Deși toate particulele au energie și sunt toate supuse gravitației și, deși quarcii, jumătate dintre leptoni și câțiva bozoni conțin sarcini electrice, numai quarcii și gluonii au o sarcină de culoare și pot experimenta forța nucleară puternică.
Există o mulțime de mase peste tot, așa că gravitația este ușor de observat. Și deoarece forța puternică și electromagnetismul sunt destul de puternice, ele sunt, de asemenea, ușor de observat.
Dar ce rămâne cu ultimul? Interacțiune slabă?
De obicei vorbim despre asta în contextul dezintegrarii radioactive. Un quarc sau un lepton greu se descompune în alții mai ușoare și mai stabile. Da, forța slabă are ceva de-a face cu asta. Dar în acest exemplu este oarecum diferită de restul forţelor.
Se pare că forța slabă este, de asemenea, o forță, despre care nu se vorbește des. E slabă! De 10.000.000 de ori mai slab decât electromagnetismul la o distanță atât de mare cât diametrul unui proton.
O particulă încărcată are întotdeauna o sarcină, indiferent dacă se mișcă sau nu. Dar curentul electric creat de acesta depinde de mișcarea sa față de alte particule. Curentul determină magnetismul, care este la fel de important ca și partea electrică a electromagnetismului. Particulele compozite precum protonul și neutronul au momente magnetice semnificative, la fel ca electronul.
Quarcii și leptonii vin în șase arome. Quarci - sus, jos, ciudat, fermecat, fermecător, adevărat (conform literelor lor în latină u, d, s, c, t, b - sus, jos, ciudat, farmec, sus, jos). Leptoni - electron, electron-neutrin, muon, muon-neutrin, tau, tau-neutrin. Fiecare dintre ele are o sarcină electrică, dar și o aromă. Dacă combinăm electromagnetismul și forța slabă pentru a obține forța electroslabă, atunci fiecare dintre particule va avea un fel de sarcină slabă sau curent electroslab și o constantă de forță slabă. Toate acestea sunt descrise în model standard, dar a fost destul de greu de testat pentru că electromagnetismul este atât de puternic.
Într-un nou experiment, ale cărui rezultate au fost publicate recent, a fost măsurată pentru prima dată contribuția interacțiunii slabe. Experimentul a făcut posibilă determinarea interacțiunii slabe a quarcilor up și down
Și sarcinile slabe ale protonului și neutronului. Predicțiile modelului standard pentru taxele slabe au fost:
Q W (p) = 0,0710 ± 0,0007,
Q W (n) = -0,9890 ± 0,0007.
Și conform rezultatelor de împrăștiere, experimentul a dat următoarele valori:
Q W (p) = 0,063 ± 0,012,
Q W (n) = -0,975 ± 0,010.
Ceea ce este de acord foarte bine cu teoria, ținând cont de eroare. Experimentatorii spun că, prin procesarea mai multor date, vor reduce și mai mult eroarea. Și dacă există surprize sau discrepanțe cu Modelul Standard, va fi tare! Dar nimic nu indică asta:
Prin urmare, particulele au o sarcină slabă, dar nu ne extindem pe ea, deoarece este nerealist de greu de măsurat. Dar am făcut-o oricum și se pare că am reafirmat Modelul Standard.
Diagrama Feynman a dezintegrarii beta a unui neutron într-un proton, un electron și un antineutrin electronic printr-un boson W intermediar este unul dintre cele patru fundamentale interacțiuni fiziceîntre particulele elementare împreună cu cele gravitaționale, electromagnetice și puternice. Cea mai cunoscută manifestare a sa este dezintegrarea beta și radioactivitatea asociată. Interacțiunea este numită slabîntrucât intensitatea câmpului corespunzător acestuia este cu 10 13 mai mică decât în câmpurile care țin împreună particulele nucleare (nucleoni și quarci) și cu 10 10 mai mică decât cea coulombiană pe aceste scări, dar mult mai puternică decât cea gravitațională. Interacțiunea are o rază scurtă de acțiune și se manifestă doar la distanțe de ordinul mărimii nucleului atomic.Prima teorie a interacțiunii slabe a fost propusă de Enrico Fermi în 1930. La elaborarea teoriei, el a folosit ipoteza lui Wolfgang Pauli despre existența unei noi particule elementare a neutrinului la acel moment.
Interacțiunea slabă descrie acele procese ale fizicii nucleare și ale fizicii particulelor elementare care au loc relativ lent, în contrast cu procesele rapide datorate interacțiunii puternice. De exemplu, timpul de înjumătățire al unui neutron este de aproximativ 16 minute. – Eternitatea în comparație cu procesele nucleare, care se caracterizează printr-un timp de 10 -23 s.
Pentru comparație pioni taxați? ± dezintegra prin interacțiunea slabă și au o durată de viață de 2,6033 ± 0,0005 x 10 -8 s, în timp ce pionul neutru? 0 se descompune în două cuante gamma prin interacțiune electromagnetică și are o durată de viață de 8,4 ± 0,6 x 10 -17 s.
O altă caracteristică a interacțiunii este calea liberă medie a particulelor în materie. Particulele care interacționează prin interacțiune electromagnetică - particulele încărcate, cuante gamma, pot fi reținute de o placă de fier de câteva zeci de centimetri grosime. În timp ce un neutrin, interacționând doar slab, trece, fără să se ciocnească nici măcar o dată, printr-un strat de metal gros de un miliard de kilometri.
Interacțiunea slabă implică quarci și leptoni, inclusiv neutrini. În acest caz, aroma particulelor se schimbă, adică. tipul lor. De exemplu, ca urmare a dezintegrarii unui neutron, unul dintre cuarcurile lui d se transformă într-un cuarc u. Neutrinii sunt unici prin faptul că interacționează cu alte particule doar în spatele unei interacțiuni gravitaționale slabe și încă slabe.
Conform conceptelor moderne formulate în Modelul Standard, interacțiunea slabă este purtată de bosonii W și Z, care au fost descoperiți la acceleratoare în 1982. Masele lor sunt mase de 80 și 90 de protoni. Schimbul de bosoni W virtuali se numește curent încărcat, schimbul de bosoni Z se numește curent neutru.
Vârfurile diagramelor Feynman care descriu procese posibile care implică bosonii W și Z pot fi împărțite în trei tipuri:
Un lepton poate vipromini sau absorbi un boson W și se poate transforma într-un neutrin;
un quarc poate vipromina sau absorbi un boson W și își poate schimba aroma, devenind o suprapunere a altor quarci;
leptonul sau quarcul pot absorbi sau viprominite bosonul Z
Capacitatea unei particule de a interacționa slab este descrisă de un număr cuantic, care se numește isospin slab. Valorile posibile ale izospinului pentru particulele care pot schimba bosoni W și Z sunt ± 1/2. Aceste particule interacționează prin forța slabă. Particulele cu isospin slab zero nu interacționează dincolo de reciprocitatea slabă, pentru care procesele de schimb W și Z de către bosoni sunt imposibile. Isospinul slab este păstrat în reacțiile dintre particulele elementare. Aceasta înseamnă că isospinul total slab al tuturor particulelor implicate în reacție rămâne neschimbat, deși tipurile de particule se pot schimba.
O caracteristică a interacțiunii slabe este că încalcă paritatea, deoarece numai fermionii cu chiralitatea stângă și antiparticulele fermionilor cu chiralitatea dreaptă au capacitatea de a interacționa slab prin curenți încărcați. Neconservarea parității în interacțiunea slabă a fost descoperită de Yang Zhenning și Li Zhengdao, pentru care au primit Premiul Nobel pentru Fizică în 1957. Motivul neconservarii parității este văzut în ruperea spontană a simetriei. În cadrul modelului standard, o particulă ipotetică, bosonul Higgs, corespunde ruperii simetriei. Aceasta este singura parte a modelului obișnuit care nu a fost încă detectată experimental.
În cazul interacțiunii slabe, se încalcă și simetria CP. Această încălcare a fost dezvăluită experimental în 1964 în experimente cu kaon. Autorii descoperirii, James Cronin și Val Fitch, au primit Premiul Nobel pentru 1980. Încălcarea simetriei CP apare mult mai puțin frecvent decât încălcarea parității. De asemenea, înseamnă, deoarece conservarea simetriei CPT se bazează pe principii fizice fundamentale - transformări Lorentz și interacțiuni cu rază scurtă, posibilitatea încălcării simetriei T, i.e. neinvarianța proceselor fizice în ceea ce privește schimbarea direcției timpului.
În 1969, a fost construită o teorie unificată a interacțiunilor electromagnetice și nucleare slabe, conform căreia, la energii de 100 GeV, ceea ce corespunde unei temperaturi de 10 15 K, diferența dintre procesele electromagnetice și cele slabe dispare. Verificarea experimentală a teoriei unificate a interacțiunilor nucleare electroslabe și puternice necesită o creștere a energiei acceleratoarelor de o sută de miliarde de ori.
Teoria interacțiunii electro-slabe se bazează pe grupul de simetrie SU(2).
În ciuda mărimii sale mici și a duratei scurte, interacțiunea slabă are rezultate foarte bune rol importantîn natură. Dacă ar fi posibilă „dezactivarea” interacțiunii slabe, atunci Soarele s-ar stinge, deoarece procesul de transformare a unui proton într-un neutron, un pozitron și un neutrin ar deveni imposibil, în urma căruia 4 protoni se transformă în 4. El, doi pozitroni și doi neutrini. Acest proces este principala sursă de energie pentru Soare și majoritatea stelelor (vezi Ciclul hidrogenului). Procesele de interacțiune slabă sunt importante pentru evoluția stelelor, deoarece provoacă pierderea de energie a stelelor foarte fierbinți în exploziile de supernove cu formarea de pulsari etc. Dacă nu ar exista o interacțiune slabă în natură, muonii, pi-mezonii și alte particule ar fi stabile și răspândite în materia obișnuită. Un rol atât de important al interacțiunii slabe se datorează faptului că nu respectă o serie de interdicții caracteristice interacțiunilor puternice și electromagnetice. În special, interacțiunea slabă transformă leptonii încărcați în neutrini, iar quarcii de o aromă în quarcii de altă aromă.
MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL RUSIEI
bugetul statului federal instituție educațională
superior învăţământul profesional
„Universitatea Electrotehnică de Stat din Sankt Petersburg „LETI” numită după V. I. Ulyanov (Lenin)”
(SPbGETU)
Facultatea de Economie și Management
Departamentul de Fizică
La disciplina „Concepte ale științelor naturale moderne”
pe tema „Interacțiune slabă”
Verificat:
Altmark Alexander Moiseevici
Efectuat:
student gr. 3603
Kolisețskaia Maria Vladimirovna
St.Petersburg
1. Forța slabă este una dintre cele patru forțe fundamentale
Istoria studiului
Rol în natură
Forța slabă este una dintre cele patru forțe fundamentale
Forța slabă, sau forța nucleară slabă, este una dintre patru fundamentale interacțiuni
Interacțiunea slabă este pe distanță scurtă - se manifestă la distanțe mult mai mici decât dimensiunea nucleului atomic
Purtătorii de interacțiune slabi sunt bosonii vectoriali
Pentru prima dată, interacțiunile slabe au fost observate în timpul dezintegrarii nuclee atomice. Și, după cum sa dovedit, aceste dezintegrari sunt asociate cu transformările unui proton într-un neutron din nucleu și invers:
R? n + e+ + ?e, n? p + e- + e,
unde n este un neutron, p este un proton, e- este un electron, ??e este un electron antineutrin.
Particulele elementare sunt de obicei împărțite în trei grupuri:
) fotoni; acest grup este format dintr-o singură particulă - un foton - un cuantic radiatie electromagnetica;
) leptoni (din grecescul „leptos” - lumină), participând doar la interacțiuni electromagnetice și slabe. Leptonii includ neutrinii de electroni și muoni, electronul, muonul și leptonul greu descoperit în 1975 - t-leptonul sau taonul, cu o masă de aproximativ 3487 me, precum și antiparticulele corespunzătoare. Numele de leptoni se datorează faptului că masele primilor leptoni cunoscuți au fost mai mici decât masele tuturor celorlalte particule. Leptonii includ și neutrinul taon, a cărui existență în timpuri recente instalat de asemenea;
) hadroni (din grecescul „adros” – mare, puternic). Hadronii au o interacțiune puternică împreună cu electromagnetice și slabe. Dintre particulele discutate mai sus, acestea includ protonii, neutronii, pionii și kaonii.
Proprietățile interacțiunii slabe
Interacțiunea slabă are proprietăți distinctive:
Toți fermionii fundamentali iau parte la interacțiunea slabă
Operația P schimbă semnul oricărui vector polar
Operația de inversare spațială transformă sistemul în simetrie în oglindă. Simetria oglinzii se observă în procese sub acțiunea interacțiunilor puternice și electromagnetice. Simetria în oglindă în aceste procese înseamnă că în stările simetrice în oglindă, tranzițiile sunt realizate cu aceeași probabilitate.
G. ? Yang Zhenning, Li Zongdao a primit Premiul Nobelîn fizică. Pentru investigații profunde în așa-numitele legi ale parității, care au dus la descoperiri importanteîn domeniul particulelor elementare.
Pe lângă paritatea spațială, interacțiunea slabă, de asemenea, nu păstrează paritatea combinată spațiu-sarcină, adică singura interacțiune cunoscută încalcă principiul invarianței CP
Simetria de sarcină înseamnă că, dacă există vreun proces care implică particule, atunci când acestea sunt înlocuite cu antiparticule (conjugarea sarcinii), procesul există și el și are loc cu aceeași probabilitate. Simetria sarcinii este absentă în procesele care implică neutrini și antineutrini. În natură, există doar neutrini stângaci și antineutrini dreptaci. Dacă fiecare dintre aceste particule (pentru claritate vom lua în considerare electronul neutrin? e și antineutrin e) este supusă conjugării sarcinii, atunci ele se vor transforma în obiecte inexistente cu numere de leptoni și helicități.
Astfel, atât P- cât și C-invarianța sunt încălcate în interacțiunile slabe. Totuși, dacă se efectuează două operații consecutive pe un neutrin (antineutrin)? Transformările P și C (ordinea operațiilor nu este importantă), apoi din nou obținem neutrini care există în natură. Secvența de operații și (sau în ordine inversă) se numește transformarea CP. Rezultatul transformării CP (inversie combinată) a lui ?e și e este următorul:
Astfel, pentru neutrini și antineutrini, operația care transformă o particulă într-o antiparticulă nu este o operație de conjugare a sarcinii, ci o transformare CP.
Istoria studiului
Studiul interacțiunilor slabe a continuat o perioadă lungă de timp.
În 1896, Becquerel a descoperit că sărurile de uraniu emit radiații penetrante (a-desintegrarea toriu-ului). Acesta a fost începutul studiului interacțiunii slabe.
În 1930, Pauli a înaintat ipoteza că particulele neutre de lumină sunt emise împreună cu electronii (e) în timpul dezintegrarii? neutrin (?). În același an, Fermi a propus teoria cuantică a câmpului a dezintegrarii?. Dezintegrarea unui neutron (n) este o consecință a interacțiunii a doi curenți: curentul hadron transformă neutronul într-un proton (p), curentul lepton creează o pereche de electron + neutrin. În 1956, Reines a observat pentru prima dată reacția ep? ne+ în experimente în apropierea unui reactor nuclear.
Lee și Yang au explicat paradoxul în dezintegrarea mezonilor K + (? ~ ? ghicitoare) ? dezintegrarea în 2 și 3 pioni. Este legat de neconservarea parității spațiale. Asimetria în oglindă a fost găsită în dezintegrarea nucleelor, dezintegrarea muonilor, pionilor, mezonilor K și hiperonilor.
În 1957, Gell-Mann, Feynman, Marshak, Sudarshan au propus teoria universală interacțiune slabă, bazată pe structura cuarci a hadronilor. Această teorie, numită Teoria V-A, a condus la descrierea interacțiunii slabe folosind diagrame Feynman. În același timp, au fost descoperite fenomene fundamental noi: încălcarea invarianței CP și curenții neutri.
În anii 1960 de Sheldon Lee Glashow
În 1991-2001, dezintegrarile bozonului Z0 au fost studiate la acceleratorul LEP2 (CERN), ceea ce a arătat că în natură există doar trei generații de leptoni: ?e, ?? și??.
Rol în natură
forța nucleară este slabă
Cel mai frecvent proces din cauza interacțiunii slabe este dezintegrarea b a nucleelor atomice radioactive. Fenomenul de radioactivitate<#"justify">Bibliografie
1. Novozhilov Yu.V. Introducere în teoria particulelor elementare. Moscova: Nauka, 1972
Okun B. Interacțiunea slabă a particulelor elementare. Moscova: Fizmatgiz, 1963
Interacțiune slabă.
Fizica a progresat încet spre dezvăluirea existenței interacțiunii slabe. Forța slabă este responsabilă pentru degradarea particulelor. Prin urmare, manifestarea sa a fost întâlnită în descoperirea radioactivității și studiul dezintegrarii beta (vezi 8.1.5).
Degradarea beta a prezentat o caracteristică extrem de bizară. Se părea că în această decădere legea conservării energiei părea să fie încălcată, acea parte a energiei a dispărut undeva. Pentru a „salva” legea conservării energiei, V. Pauli a sugerat că în timpul dezintegrarii beta, împreună cu un electron, o altă particulă zboară, luând cu ea energia lipsă. Este neutru și are o putere de penetrare neobișnuit de mare, drept urmare nu a putut fi observată. E. Fermi a numit particula invizibilă „neutrin”.
Dar predicția neutrinului este doar începutul problemei, formularea sa. A fost necesar să se explice natura neutrinului, a rămas mult mister. Cert este că electronii și neutrinii au fost emiși de nuclee instabile, dar se știa că în interiorul nucleelor nu existau astfel de particule. Cum au apărut? S-a dovedit că neutronii care alcătuiesc nucleul, lăsați singuri, după câteva minute se descompun într-un proton, un electron și un neutrin. Care sunt forțele care provoacă o astfel de dezintegrare? Analiza a arătat că forțele cunoscute nu pot provoca o astfel de dezintegrare. El, aparent, a fost generat de o altă forță, necunoscută, care corespunde unei „interacțiuni slabe”.
Interacțiunea slabă este mult mai mică ca magnitudine decât toate interacțiunile, cu excepția celei gravitaționale. Acolo unde este prezent, efectele sale sunt umbrite de interacțiunile electromagnetice și puternice. În plus, interacțiunea slabă se extinde pe distanțe foarte mici. Raza interacțiunii slabe este foarte mică (10-16 cm). Prin urmare, nu poate afecta doar obiectele macroscopice, ci chiar atomice și se limitează la particule subatomice. În plus, în comparație cu interacțiunile electromagnetice și puternice, interacțiunea slabă este extrem de lentă.
Când a început descoperirea ca o avalanșă a multor particule subnucleare instabile, s-a descoperit că majoritatea dintre ele participă la interacțiuni slabe. Interacțiunea slabă joacă un rol foarte important în natură. Este o parte integrantă a reacțiilor termonucleare asupra Soarelui, stele, furnizând sinteza pulsarilor, exploziile de supernove, sinteza elemente chimiceîn stele etc.
