Алсыз күч – ааламдагы бардык заттарды башкарган төрт негизги күчтүн бири. Калган үчөө - тартылуу, электромагнетизм жана күчтүү күч. Башка күчтөр нерселерди бириктирип турганда, алсыз күч аларды бузууда чоң роль ойнойт.
Алсыз күч тартылуу күчүнөн күчтүү, бирок ал өтө кичинекей аралыкта гана эффективдүү. Күч субатомдук деңгээлде иштейт жана жылдыздарды энергия менен камсыз кылууда жана элементтерди түзүүдө маанилүү роль ойнойт. Ал ошондой эле ааламдагы табигый нурлануунун көбү үчүн жооптуу.
Ферми теориясы
Италиялык физик Энрико Ферми 1933-жылы бета ажыроону, нейтронду протонго айландыруу жана электронду чыгаруу процессин түшүндүрүү үчүн теорияны иштеп чыккан, бул контекстте көбүнчө бета бөлүкчөлөрү деп аталат. Ал нейтрондун протонго, нейтриного жана электронго айланышынын негизги процессине жооп берген күчтүн жаңы түрүн, алсыз күч деп аталган күчтү аныктаган, ал кийинчерээк антинейтрино катары аныкталган.
Fermi башынданөл аралык жана адгезия бар деп ойлошкон. Күч иштеши үчүн эки бөлүкчө байланышта болушу керек болчу. Ошондон бери алсыз күч чындыгында протондун диаметринин 0,1% барабар болгон өтө кыска аралыкта өзүн көрсөткөн жагымдуу күч экени аныкталган.
Electroweak күчү
Радиоактивдүү ажыроодо алсыз күч электромагниттик күчтөн болжол менен 100 000 эсе кичине. Бирок, азыр ал электромагниттикке тең экени белгилүү жана бул эки көрүнгөн эки кубулуш бир эле электр алсыз күчтүн көрүнүшү деп эсептелет. Бул алардын 100 ГэВден жогору энергияларда биригиши менен тастыкталат.
Кээде алар начар өз ара аракеттешүү молекулалардын ажыроосунда көрүнөт дешет. Бирок молекулалар аралык күчтөр электростатикалык мүнөзгө ээ. Аларды ван дер Ваальс ачкан жана анын атын алып жүрүшөт.
Стандарт модел
Физикадагы начар өз ара аракеттешүү стандарттуу моделдин - элементардык бөлүкчөлөр теориясынын бир бөлүгү болуп саналат, ал заттын фундаменталдык түзүлүшүн көрктүү теңдемелердин жыйындысын колдонуу менен сүрөттөйт. Бул модель боюнча элементардык бөлүкчөлөр, б.а. майда бөлүктөргө бөлүнбөй тургандар ааламдын курулуш материалы болуп саналат.
Бул бөлүкчөлөрдүн бири кварк. Окумуштуулар азыраак нерсенин бар экенине ишенишпейт, бирок дагы эле издеп жатышат. Кварктардын 6 түрү же сорту бар. Аларды иретке келтирелимассалык өсүш:
- жогорку;
- төмөнкү;
- кызык;
- сыйкырланган;
- сулуу;
- чын.
Ар кандай комбинацияларда алар ар кандай субатомдук бөлүкчөлөрдү пайда кылышат. Мисалы, протондор жана нейтрондор - атом ядросунун чоң бөлүкчөлөрү - ар бири үч кварктан турат. Үстүнкү эки жана төмөнкү протонду түзөт. Үстүнкү бир жана эки төмөнкү нейтронду түзөт. Кварктын түрүн өзгөртүү протонду нейтронго өзгөртүп, бир элементти башкасына айландырышы мүмкүн.
Элементардык бөлүкчөлөрдүн дагы бир түрү бозон болуп саналат. Бул бөлүкчөлөр энергия нурларынан турган өз ара аракеттешүү ташыгычтары болуп саналат. Фотондор бозондордун бир түрү, глюондор башка. Бул төрт күчтүн ар бири өз ара аракеттешүүнүн алып жүрүүчүлөрүнүн алмашуусунун натыйжасы. Күчтүү өз ара аракеттешүүнү глюон, ал эми электромагниттик аракетти фотон ишке ашырат. Гравитон теориялык жактан тартылуу күчүн алып жүрүүчү, бирок ал табыла элек.
W- жана Z-бозондор
Алсыз өз ара аракеттенүү W- жана Z-бозондор тарабынан жүргүзүлөт. Бул бөлүкчөлөр 1960-жылдары Нобель сыйлыгынын лауреаттары Стивен Вайнберг, Шелдон Салам жана Абдус Глесшоу тарабынан алдын ала айтылган жана 1983-жылы CERN Европалык ядролук изилдөөлөр уюмунда ачылган.
W-бозондор электрдик заряддуу жана W+ (оң заряддуу) жана W- (терс заряддуу) белгилери менен белгиленет.. W-бозон бөлүкчөлөрдүн курамын өзгөртөт. Электрдик заряддуу W бозону чыгаруу менен алсыз күч кварктын түрүн өзгөртүп, протонду түзөт.нейтронго же тескерисинче. Бул ядролук синтезге жана жылдыздардын күйүшүнө себеп болот.
Бул реакция планеталардын, өсүмдүктөрдүн, адамдардын жана Жердеги бардык нерселердин курулуш материалы болуу үчүн супернова жарылуулары аркылуу космоско ыргытылган оор элементтерди жаратат.
Нейтралдык ток
Z-бозон нейтралдуу жана алсыз нейтралдуу ток өткөрөт. Анын бөлүкчөлөр менен өз ара аракеттенүүсүн аныктоо кыйын. 1960-жылдары W- жана Z-бозондор боюнча эксперименталдык издөөлөр илимпоздорду электромагниттик жана алсыз күчтөрдү бирдиктүү "электр жээкке" бириктирген теорияга алып келди. Бирок, теория алып жүрүүчү бөлүкчөлөрдүн салмаксыз болушун талап кылган жана окумуштуулар теориялык жактан W бозону кыска аралыкты түшүндүрүү үчүн оор болушу керек экенин билишкен. Теоретиктер W массасын Хиггс бозонун бар экенин камсыз кылган Хиггс механизми деп аталган көзгө көрүнбөгөн механизм менен байланыштырышат.
2012-жылы CERN дүйнөдөгү эң чоң тездеткичти - Чоң Адрон коллайдерин колдонгон илимпоздор "Хиггс бозонуна туура келген" жаңы бөлүкчө байкашканын билдирди.
Бета ажыроо
Начар өз ара аракеттенүү β-ажырууда – протондун нейтронго айланышы процессинде жана тескерисинче көрүнөт. Бул өтө көп нейтрондор же протондор бар ядродо алардын бири экинчисине айланганда пайда болот.
Бета ажыроо эки жолдун биринде пайда болушу мүмкүн:
- Минус-бета ажыроосунда, кээде мындай деп жазылатβ− - ажыроо, нейтрон протонго, антинейтриного жана электронго бөлүнөт.
- Начар өз ара аракеттенүү атомдук ядролордун ажыроосунда көрүнөт, кээде β+ деп жазылат - ажыроо, протон нейтронго, нейтриного жана позитронго бөлүнөт.
Элементтердин бири нейтрондорунун бири минус-бета ажыроосу аркылуу өзүнөн-өзү протонго айланганда же протондорунун бири β+ аркылуу өзүнөн-өзү нейтронго айланганда экинчисине айланышы мүмкүн.-чирүү.
Кош бета ажыроо ядродогу 2 протон бир убакта 2 нейтронго же тескерисинче айланганда пайда болот, натыйжада 2 электрон-антинейтрино жана 2 бета бөлүкчөлөрү чыгарылат. Гипотетикалык нейтриносуз кош бета ажыроосунда нейтрино өндүрүлбөйт.
Электрондук тартуу
Протон электрондорду басып алуу же K-каптоо деп аталган процесс аркылуу нейтронго айлана алат. Ядродо нейтрондордун санына салыштырмалуу протондордун ашыкча саны болгондо, электрон, эреже катары, ички электрондук кабыктан ядронун ичине түшкөндөй сезилет. Орбиталдын электронун эне ядро кармап алат, анын продуктылары кыз ядро жана нейтрино. Пайда болгон кыз ядронун атомдук саны 1ге азаят, бирок протондор менен нейтрондордун жалпы саны өзгөрүүсүз калат.
Фьюзия реакциясы
Алсыз күч ядролук синтезге, күндү жана синтез (суутек) бомбаларын кубаттаган реакцияга катышат.
Суутек синтезинин биринчи кадамы экөөнүн кагылышуусупротондор электромагниттик өз ара аракеттенүүдөн улам өз ара түртүүнү жеңүү үчүн жетиштүү күчкө ээ.
Эгер эки бөлүкчө тең бири-бирине жакын жайгаштырылса, күчтүү өз ара аракеттенүү аларды байланыштырат. Бул гелийдин туруксуз формасын (2He) жаратат, анын туруктуу формасынан (4He) айырмаланып, эки протону бар ядросу бар., анда эки нейтрон жана эки протон бар.
Кийинки кадам - алсыз өз ара аракеттенүү. Протондор ашыкча болгондуктан, алардын бири бета ажыроого учурайт. Андан кийин, башка реакциялар, анын ичинде ортоңку түзүлүш жана биригүү 3Ал, акыры туруктуу 4Алды түзөт.
