Wat Is De Zwakke Kracht?

{h1}

De zwakke kracht is een van de vier fundamentele krachten die alle materie in het universum beheersen. Door het proces van bèta-verval speelt het een cruciale rol in het aandrijven van sterren en het creëren van elementen.

De zwakke kracht is een van de vier fundamentele krachten die alle materie in het universum beheersen (de andere drie zijn zwaartekracht, elektromagnetisme en de sterke kracht). Terwijl de andere krachten de dingen bij elkaar houden, speelt de zwakke kracht een grotere rol in dingen die uit elkaar vallen of vervallen.

De zwakke of zwakke interactie is sterker dan de zwaartekracht, maar is alleen effectief op zeer korte afstanden. Het werkt op het subatomaire niveau en speelt een cruciale rol in het aandrijven van sterren en het creëren van elementen. Het is ook verantwoordelijk voor een groot deel van de natuurlijke straling in het universum, volgens de Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab).

De Italiaanse fysicus Enrico Fermi bedacht in 1933 een theorie om bèta-verval te verklaren, het proces waarbij een neutron in een kern verandert in een proton en een elektron verdrijft, in deze context vaak een bètadeeltje genoemd. "" Hij definieerde een nieuw type kracht, de zogenaamde zwakke interactie, die verantwoordelijk was voor het verval, en wiens fundamentele proces het transformeren van een neutron in een proton, een elektron en een neutrino was, "dat later werd vastgesteld als een anti -neutrino, schreef Giulio Maltese, een Italiaanse natuurhistoricus, in 'Particles of Man', een artikel dat in 2013 in het tijdschrift Lettera Matematica werd gepubliceerd.

Volgens Maltees dacht Fermi oorspronkelijk dat het ging om wat neerkwam op een zero-distance of kleefkracht waarbij de twee deeltjes eigenlijk moesten aanraken om de kracht te laten werken. Sindsdien is aangetoond dat de zwakke kracht feitelijk een aantrekkelijke kracht is die werkt op een extreem korte afstand van ongeveer 0,1 procent van de diameter van een proton, volgens HyperPhysics, een website die werd geproduceerd door Georgia State University.

Het standaardmodel

De zwakke kracht maakt deel uit van de heersende theorie van deeltjesfysica, het standaardmodel, dat de fundamentele structuur van materie beschrijft met behulp van een "elegante reeks vergelijkingen", aldus CERN, de Europese organisatie voor nucleair onderzoek. Onder het standaardmodel zijn elementaire deeltjes - dat wil zeggen deeltjes die niet in kleinere delen kunnen worden gesplitst - de bouwstenen van het universum.

Een van deze deeltjes is de kwark. Wetenschappers hebben geen enkele indicatie gezien dat er iets kleiner is dan een quark, maar ze kijken nog steeds. Er zijn zes soorten of "smaken" van quarks: op, neer, vreemd, charm, onder en boven (in oplopende volgorde per massa). In verschillende combinaties vormen ze volgens het Pittsburgh Supercomputing Center vele gevarieerde soorten van de subatomaire deeltjesdierentuin. Protonen en neutronen, de "grote" deeltjes van een atoomkern, bestaan ​​bijvoorbeeld elk uit bundels van drie quarks. Twee ups en een down maken een proton; een op en twee downs maken een neutron. Het veranderen van de smaak van een kwark kan een proton in een neutron veranderen, waardoor het element in een ander verandert.

Een ander type elementair deeltje is het boson. Dit zijn krachtdragerdeeltjes die zijn opgebouwd uit bundels energie. Fotonen zijn één type van het boson; gluonen zijn een andere. Elk van de vier krachten vloeit voort uit de uitwisseling van kracht-dragerdeeltjes. De sterke kracht wordt gedragen door het gluon, terwijl de elektromagnetische kracht wordt gedragen door het foton. De graviton is theoretisch het krachtdragende zwaartekrachtdeeltje, maar het is nog niet gevonden.

W en Z bosonen

De zwakke kracht wordt gedragen door de W- en Z-bosonen. Deze deeltjes werden voorspeld door Nobelprijswinnaars Steven Weinberg, Sheldon Salam en Abdus Glashow in de jaren zestig en ontdekt in 1983 op CERN.

W-bosonen worden elektrisch geladen en worden aangeduid door hun symbolen: W+ (positief geladen) en W (negatief geladen). Het W-deeltje verandert de samenstelling van deeltjes. Door een elektrisch geladen W-deeltje uit te zenden, verandert de zwakke kracht de smaak van een kwark, waardoor een proton in een neutron verandert, of omgekeerd. Dit is de oorzaak van kernfusie en zorgt ervoor dat sterren branden, aldus CERN. Het verbranden creëert zwaardere elementen, die uiteindelijk in supernova-explosies in de ruimte worden gegooid om de bouwstenen te worden voor planeten, samen met planten, mensen en al het andere op aarde.

Het Z-deeltje is neutraal geladen en heeft een zwakke neutrale stroom. De interactie met deeltjes is moeilijk te detecteren. Experimenten om W- en Z-bosonen te vinden, leidden tot een theorie die de elektromagnetische kracht en de zwakke kracht combineerde tot een verenigde "elektrozwakke" kracht in de jaren zestig. De theorie vereiste echter dat de krachtdragende deeltjes massaloos waren, en wetenschappers wisten dat het theoretische W-boson zwaar moest zijn om rekening te houden met zijn korte bereik. Volgens CERN waren theoretici verantwoordelijk voor de massa van de W door de introductie van een onzichtbaar mechanisme dat het Higgs-mechanisme wordt genoemd, dat het bestaan ​​van een Higgs-deeltje vereist. In 2012 rapporteerde CERN dat wetenschappers die 's werelds grootste atoom-smasher gebruiken, een nieuw deeltje waarnamen "consistent met het uiterlijk van een Higgs-deeltje".

Bèta-verval

Het proces waarbij een neutron verandert in een proton en vice versa wordt bèta-verval genoemd. Volgens het Lawrence Berkeley National Laboratory (LBL), "Beta-verval treedt op wanneer, in een kern met te veel protonen of te veel neutronen, een van de protonen of neutronen in het andere wordt omgezet."

Bèta-verval kan op twee manieren worden uitgevoerd, volgens de LBL. In bèta min verval, soms geannoteerd als β verval, een neutron vervalt in een proton, een elektron en een antineutrino.In bèta plusverval, soms geannoteerd als β+ verval, een proton vervalt in een neutron, een positron en een neutrino. Eén element kan veranderen in een ander element wanneer een van de neutronen spontaan verandert in een proton door bèta-minus-verval of wanneer een van de protonen spontaan verandert in een neutron door bèta plus verval.

Electron capture

Protonen kunnen ook neutronen worden door een proces dat elektronenvangst of K-capture wordt genoemd. Wanneer er een overtollig aantal protonen is ten opzichte van het aantal neutronen in een kern, zal een elektron, meestal van de binnenste elektronenschil, in de kern lijken te vallen. Volgens Jacquelyn Yanch, een professor op de nucleaire engineeringafdeling van het Massachusetts Institute of Technology, in een paper uit 2001 'Decay Mechanisms': 'Bij elektronenvangst wordt een orbitaal elektron door de moederkern gevangen en zijn de producten de dochterkern en een neutrino. " Het atoomnummer van de resulterende dochterkern is met 1 verminderd, maar het totale aantal protonen en neutronen blijft hetzelfde.

Nucleaire fusie

De zwakke kracht speelt een belangrijke rol bij kernfusie, de reactie die de zon aandrijft en thermonucleaire (waterstof) bommen. De eerste stap in waterstofversmelting is om twee protonen samen te breken met voldoende energie om de onderlinge afstoting die ze ervaren als gevolg van de elektromagnetische kracht te overwinnen. Als de twee deeltjes dicht genoeg bij elkaar kunnen worden gebracht, kan de sterke kracht ze aan elkaar binden. Dit creëert een onstabiele vorm van helium (2Hij), die een kern heeft met twee protonen, in tegenstelling tot de stabiele vorm van helium (4Hij), die twee protonen en twee neutronen heeft.

De volgende stap is waar de zwakke kracht in het spel komt. Vanwege de overvloed aan protonen, ondergaat één van de twee bèta-decay. Daarna volgen andere opeenvolgende reacties, waaronder de tussenvorming en fusie van 3Hij vormt zich uiteindelijk stabiel 4Hij.

Extra middelen

  • Jefferson Lab: de zwakke lading van Proton is voor de eerste keer bepaald
  • CERN verklaart het standaardmodel, het W-boson en het Z-boson.
  • Een animatie van waterstofafbraak tot helium is te zien op de website van de University of Nebraska-Lincoln.


Video Supplement: Hoe SLA je iemand KNOCKOUT?.




Onderzoek


King Tut'S Mummy Removed Om Murder Mystery Op Te Lossen
King Tut'S Mummy Removed Om Murder Mystery Op Te Lossen

10 Coolste Archeologie-Ontdekkingen Van 2013
10 Coolste Archeologie-Ontdekkingen Van 2013

Science Nieuws


Valsspelen In Sport: Oh, The Inequity
Valsspelen In Sport: Oh, The Inequity

Gigantic Cambrian Shrimplike Creature Opgegraven In Groenland
Gigantic Cambrian Shrimplike Creature Opgegraven In Groenland

Hoe Dicht Zijn We Bij Kubrick'S Ai-Gecontroleerde Visie Op De Toekomst?
Hoe Dicht Zijn We Bij Kubrick'S Ai-Gecontroleerde Visie Op De Toekomst?

Nazca Lines: Mysterious Geoglyphs In Peru
Nazca Lines: Mysterious Geoglyphs In Peru

Kieskeurig Eten Bij Kinderen, Gebonden Aan Angst, Depressie
Kieskeurig Eten Bij Kinderen, Gebonden Aan Angst, Depressie


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com