Ce que vous devez savoir sur la force faible

La force nucléaire faible est l'une des quatre forces fondamentales de la physique à travers lesquelles les particules interagissent les unes avec les autres, ainsi que la force forte, la gravité et l'électromagnétisme. Par rapport à l'électromagnétisme et à la force nucléaire forte, la force nucléaire faible a une intensité beaucoup plus faible, c'est pourquoi elle a le nom de force nucléaire faible. La théorie de la force faible a été proposée pour la première fois par Enrico Fermi en 1933 et était connue à l'époque comme l'interaction de Fermi. La force faible est médiée par deux types de bosons de jauge: le boson Z et le boson W.

Exemples de forces nucléaires faibles

L'interaction faible joue un rôle clé dans la désintégration radioactive, la violation de la symétrie de parité et de la symétrie CP, et la modification de la saveur des quarks (comme dans la désintégration bêta). La théorie qui décrit la force faible est appelée dynamique de saveur quantique (QFD), qui est analogue à la chromodynamique quantique (QCD) pour la force forte et à l'électrodynamique quantique (QFD) pour la force électromagnétique. La théorie de l'électro-faiblesse (EWT) est le modèle le plus populaire de la force nucléaire.

La force nucléaire faible est également appelée force faible, interaction nucléaire faible et interaction faible.

Propriétés de l'interaction faible

La force faible est différente des autres forces car:

• C'est la seule force qui viole la symétrie de parité (P).
• C'est la seule force qui viole la symétrie de parité de charge (CP).
• C'est la seule interaction qui peut changer un type de quark en un autre ou sa saveur.
• La force faible est propagée par des particules porteuses qui ont des masses importantes (environ 90 GeV / c).

Le nombre quantique clé pour les particules dans l'interaction faible est une propriété physique connue sous le nom d'isospin faible, qui équivaut au rôle que joue le spin électrique dans la force électromagnétique et la charge de couleur dans la force forte. Il s'agit d'une quantité conservée, ce qui signifie que toute interaction faible aura une somme d'isospin totale à la fin de l'interaction comme elle l'avait au début de l'interaction.

Les particules suivantes ont une isospin faible de +1/2:

• neutrino électronique
• neutrino muon
• neutrino tau
• jusqu'à quark
• charme quark
• haut quark

Les particules suivantes ont une faible isospine de -1/2:

• électron
• muon
• tau
• quark down
• étrange quark
• quark bas

Le boson Z et le boson W sont tous deux beaucoup plus massifs que les autres bosons de jauge qui assurent la médiation des autres forces (le photon pour l'électromagnétisme et le gluon pour la force nucléaire puissante). Les particules sont si massives qu'elles se désintègrent très rapidement dans la plupart des circonstances.

La force faible a été unifiée avec la force électromagnétique en une seule force électrofaible fondamentale, qui se manifeste à haute énergie (comme celles que l'on trouve dans les accélérateurs de particules). Ce travail d'unification a reçu le prix Nobel de physique en 1979 et d'autres travaux visant à prouver que les fondements mathématiques de la force électrofaiible étaient renormalisables ont reçu le prix Nobel de physique 1999..

Sous la direction d'Anne Marie Helmenstine, Ph.D.