Pembawa interaksi lemah adalah vektor boson W + , W dan Z 0 . Dalam hal ini, interaksi dari apa yang disebut arus lemah  bermuatan dan arus netral lemah dibedakan. Interaksi arus bermuatan (dengan partisipasi boson bermuatan W± ) menyebabkan perubahan muatan partikel dan transformasi beberapa lepton dan quark menjadi lepton dan quark lainnya. Interaksi arus netral (dengan partisipasi boson netral Z 0 ) tidak mengubah muatan partikel dan mengubah lepton dan quark menjadi partikel yang sama.

YouTube ensiklopedis

• 1 / 5

  Menggunakan hipotesis Pauli, Enrico Fermi pada tahun 1933 mengembangkan teori peluruhan beta yang pertama. Menariknya, karyanya ditolak untuk dipublikasikan di jurnal Alam, mengacu pada abstraksi artikel yang berlebihan. Teori Fermi didasarkan pada penggunaan metode kuantisasi sekunder, mirip dengan yang telah diterapkan pada saat itu untuk proses emisi dan penyerapan foton. Salah satu ide yang disuarakan dalam karya itu juga adalah penegasan bahwa partikel yang dipancarkan dari atom pada awalnya tidak terkandung di dalamnya, tetapi lahir dalam proses interaksi.

  Untuk waktu yang lama diyakini bahwa hukum alam simetris sehubungan dengan pemantulan cermin, yaitu, hasil percobaan apa pun harus sama dengan hasil percobaan yang dilakukan pada instalasi cermin-simetris. Simetri ini sehubungan dengan inversi spasial (yang biasanya dilambangkan sebagai P) terkait dengan hukum, konservasi, paritas. Namun, pada tahun 1956, sementara secara teoritis mempertimbangkan proses peluruhan K-meson, Yang Zhenning dan Li Zongdao menyarankan bahwa interaksi lemah mungkin tidak mematuhi hukum ini. Pada awal tahun 1957, kelompok Wu Jiansong mengkonfirmasi prediksi ini dalam eksperimen peluruhan beta, yang memenangkan Hadiah Nobel Fisika Yang dan Li tahun 1957. Belakangan, fakta yang sama dikonfirmasi dalam peluruhan muon dan partikel lainnya.

  Untuk menjelaskan fakta eksperimental baru, pada tahun 1957 Murray Gell-Mann, Richard Feynman, Robert Marshak dan George Sudarshan mengembangkan teori universal tentang interaksi lemah empat fermion, yang disebut V − A-teori.

  Dalam upaya untuk mempertahankan simetri interaksi maksimum yang mungkin, L. D. Landau menyarankan pada tahun 1957 bahwa meskipun P-simetri rusak dalam interaksi yang lemah, simetri gabungan harus dipertahankan di dalamnya CP- kombinasi refleksi cermin dan penggantian partikel oleh antipartikel. Namun, pada tahun 1964, James-Cronin dan Wahl-Fitch menemukan pelanggaran lemah dalam peluruhan kaon netral. CP-keseimbangan. Interaksi yang lemah juga ternyata bertanggung jawab atas pelanggaran ini, apalagi teori dalam hal ini meramalkan bahwa selain dua generasi quark dan lepton yang dikenal saat itu, setidaknya harus ada satu generasi lagi. Prediksi ini dikonfirmasi pertama kali pada tahun 1975 dengan ditemukannya tau lepton, dan kemudian pada tahun 1977 dengan ditemukannya b quark. Cronin dan Fitch menerima Penghargaan Nobel Fisika 1980.

  Properti

  Semua fermion fundamental (lepton dan quark) mengambil bagian dalam interaksi lemah. Ini adalah satu-satunya interaksi di mana neutrino berpartisipasi (terlepas dari gravitasi, yang dapat diabaikan di laboratorium), yang menjelaskan daya tembus yang sangat besar dari partikel-partikel ini. Interaksi yang lemah memungkinkan lepton, quark, dan antipartikelnya untuk bertukar energi, massa, muatan listrik, dan bilangan kuantum - yaitu, berubah menjadi satu sama lain.

  Gaya lemah mendapatkan namanya dari fakta bahwa intensitas karakteristiknya jauh lebih rendah daripada elektromagnetisme. Dalam fisika partikel elementer, intensitas interaksi biasanya dicirikan oleh laju proses yang disebabkan oleh interaksi ini. Semakin cepat proses berlangsung, semakin tinggi intensitas interaksi. Pada energi partikel yang berinteraksi dengan orde 1 GeV, laju karakteristik proses karena interaksi lemah adalah sekitar 10 10 s, yang kira-kira 11 kali lipat lebih tinggi daripada untuk proses elektromagnetik, yaitu, proses yang lemah adalah proses yang sangat lambat .

  Ciri lain dari intensitas interaksi adalah panjang jalur bebas  partikel dalam suatu zat. Jadi, untuk menghentikan hadron yang terbang karena interaksi yang kuat, diperlukan pelat besi setebal beberapa sentimeter. Dan neutrino, yang hanya berpartisipasi dalam interaksi lemah, dapat terbang melalui pelat setebal miliaran kilometer.

  Antara lain, interaksi lemah memiliki radius aksi yang sangat kecil - sekitar 2·10 -18 m (ini kira-kira 1000 kali lebih kecil dari ukuran inti). Karena alasan inilah, terlepas dari kenyataan bahwa interaksi lemah jauh lebih intens daripada interaksi gravitasi, yang jangkauannya tidak terbatas, ia memainkan peran yang jauh lebih kecil. Misalnya, bahkan untuk inti yang terletak pada jarak 10 10 m, interaksi lemah lebih lemah tidak hanya elektromagnetik, tetapi juga gravitasi.

  Dalam hal ini, intensitas proses lemah sangat bergantung pada energi partikel yang berinteraksi. Semakin tinggi energinya, semakin tinggi intensitasnya. Misalnya, karena interaksi yang lemah, neutron, yang pelepasan energinya selama peluruhan beta sekitar 0,8 MeV, meluruh dalam waktu sekitar 10 3 detik, dan -hiperon, dengan pelepasan energi sekitar seratus kali lebih banyak, sudah dalam 10 detik. 10 detik. Hal yang sama berlaku untuk neutrino energik: penampang untuk interaksi dengan nukleon neutrino dengan energi 100 GeV adalah enam kali lipat lebih besar daripada neutrino dengan energi sekitar 1 MeV. Namun, pada energi orde beberapa ratus GeV (dalam sistem pusat massa partikel yang bertabrakan), intensitas interaksi lemah menjadi sebanding dengan energi interaksi elektromagnetik, sebagai akibatnya mereka dapat dijelaskan secara terpadu sebagai interaksi elektrolemah.

  Interaksi lemah adalah satu-satunya interaksi mendasar yang tidak memiliki paritas hukum-konservasi, yang berarti bahwa hukum-hukum yang mengikuti proses yang lemah berubah ketika sistem dicerminkan. Pelanggaran hukum kekekalan paritas mengarah pada fakta bahwa hanya partikel kiri (yang putarannya berlawanan arah dengan momentum) yang mengalami interaksi lemah, tetapi bukan partikel kanan (yang putarannya searah dengan momentum), dan sebaliknya. sebaliknya: antipartikel kanan berinteraksi dengan cara yang lemah, tetapi antipartikel kiri tidak aktif.

  Selain paritas spasial, interaksi lemah juga tidak mempertahankan paritas ruang-muatan gabungan, yaitu, satu-satunya interaksi yang diketahui melanggar prinsip CP-invarian.

  Deskripsi teoritis

  teori Fermi

  Teori interaksi lemah pertama kali dikembangkan oleh Enrico Fermi pada tahun 1930-an. Teorinya didasarkan pada analogi formal antara proses peluruhan dan proses elektromagnetik emisi foton. Teori Fermi didasarkan pada interaksi yang disebut arus hadron dan lepton. Dalam hal ini, tidak seperti elektromagnetisme, diasumsikan bahwa interaksi mereka bersifat kontak dan tidak menyiratkan adanya pembawa yang mirip dengan foton. Dalam notasi modern, interaksi antara empat fermion utama (proton, neutron, elektron, dan neutrino) digambarkan oleh operator bentuk

  G F 2 p ^ n ^ ⋅ e ^ ν ^ (\displaystyle (\frac (G_(F))(\sqrt (2)))(\hat (\overline (p)))(\hat (n) )\cdot (\hat (\overline (e)))(\hat (\nu ))),

  di mana G F (\gaya tampilan G_(F))- yang disebut Konstanta Fermi, secara numerik sama dengan kira-kira 10 48 J/m³ atau 10 5 / m p 2 (\displaystyle 10^(-5)/m_(p)^(2)) (m p (\gaya tampilan m_(p))- massa proton) dalam satuan, di mana = c = 1 (\displaystyle \hbar =c=1); p ^ (\displaystyle (\hat (\overline (p)))))- operator pembuatan proton (atau pemusnahan antiproton), n ^ (\displaystyle (\hat(n)))- operator pemusnahan neutron (pembuatan antineutron), e ^ (\displaystyle (\hat (\overline (e)))))- operator penciptaan elektron (pemusnahan positron), ^ (\displaystyle (\hat (\nu )))- operator pemusnahan neutrino (pembentukan antineutrino).

  Kerja p ^ n ^ (\displaystyle (\hat (\overline (p)))(\hat (n))), yang bertanggung jawab atas konversi neutron menjadi proton, disebut arus nukleon, dan e ^ ^ , (\displaystyle (\hat (\overline (e)))(\hat (\nu )),) mengubah elektron menjadi neutrino - lepton. Dipostulasikan bahwa arus ini, sama seperti arus elektromagnetik, adalah 4-vektor p ^ n ^ (\displaystyle (\hat (\overline (p)))\gamma _(\mu )(\hat (n))) dan e ^ ^ (\displaystyle (\hat (\overline (e)))\gamma _(\mu )(\hat (\nu ))) (, = 0 … 3 (\displaystyle \gamma _(\mu ),~\mu =0\dots 3)- Matriks Dirac). Oleh karena itu, interaksi mereka disebut vektor.

  Perbedaan penting antara arus lemah yang diperkenalkan oleh Fermi dan arus elektromagnetik adalah bahwa mereka mengubah muatan partikel: proton bermuatan positif menjadi neutron netral, dan elektron bermuatan negatif menjadi neutrino netral. Dalam hal ini, arus ini disebut arus bermuatan.

  Teori VA Universal

  Teori universal tentang interaksi lemah, juga disebut V−A-teori, diusulkan pada tahun 1957 oleh M. Gell-Mann, R. Feynman, R. Marshak dan J. Sudarshan. Teori ini memperhitungkan fakta pelanggaran paritas yang baru-baru ini terbukti ( P-simetri) dalam kasus interaksi yang lemah. Untuk ini, arus lemah direpresentasikan sebagai jumlah dari arus vektor V dan aksial A(maka nama teorinya).

  Vektor dan arus aksial berperilaku dengan cara yang persis sama di bawah transformasi Lorentz. Namun, selama inversi spasial, perilakunya berbeda: arus vektor tetap tidak berubah selama transformasi semacam itu, sedangkan arus aksial berubah tanda, yang mengarah pada pelanggaran paritas. Selain itu, arus V dan A berbeda dalam apa yang disebut paritas muatan (melanggar) C-simetri).

  Demikian pula, arus hadronik adalah jumlah arus quark dari semua generasi ( kamu- atas, d- dasar, c- terpesona s- aneh, t- BENAR, b- quark indah):

  u ^ d ^ + c ^ s ^ + t ^ b ′ ^ . (\displaystyle (\hat (\overline (u)))(\hat (d^(\prime )))+(\hat (\overline (c)))(\hat (s^(\prime ))) +(\hat (\overline (t)))(\hat (b^(\prime ))).)

  Berbeda dengan arus lepton, bagaimanapun, di sini operator d ^ , (\displaystyle (\hat (d^(\prime ))),) s ^ (\displaystyle (\hat (s^(\prime )))) dan b ^ (\displaystyle (\hat (b^(\prime )))) adalah kombinasi linear dari operator d ^ , (\displaystyle (\hat (d)),) s ^ (\displaystyle (\hat(s))) dan b ^ , (\displaystyle (\hat (b)),) yaitu, arus hadron berisi total bukan tiga, tetapi sembilan istilah. Suku-suku ini dapat digabungkan menjadi satu matriks 3×3 yang disebut matriks Cabibbo - Kobayashi - Maskawa. Matriks ini dapat diparameterisasi dengan tiga sudut dan faktor fasa. Yang terakhir mencirikan tingkat pelanggaran CP-invarians dalam interaksi lemah.

  Semua istilah dalam arus bermuatan adalah jumlah dari vektor dan operator aksial dengan pengali sama dengan satu.

  L = G F 2 j w ^ j w ^ , (\displaystyle (\mathcal (L))=(\frac (G_(F))(\sqrt (2)))(\hat (j_(w)))(\ topi (j_(w)^(\dagger ))),)

  di mana j w ^ (\displaystyle (\hat (j_(w))))) adalah operator arus bermuatan, dan j w ^ (\displaystyle (\hat (j_(w)^(\dagger ))))- konjugasi dengannya (diperoleh dengan mengganti e ^ ν e ^ → ν e ^ e ^ , (\displaystyle (\hat (\overline (e)))(\hat (\nu _(e)))\rightarrow (\hat (\overline (\ nu _(e))))(\hat (e)),) u ^ d ^ → d ^ u ^ (\displaystyle (\hat (\overline (u)))(\hat (d))\rightarrow (\hat (\overline (d)))(\hat (u ))) dll.)

  Teori Weinberg - Salam

  Dalam bentuk modern, interaksi lemah digambarkan sebagai bagian dari interaksi elektrolemah tunggal dalam kerangka teori Weinberg-Salam. Ini adalah teori medan kuantum dengan grup pengukur SU(2)× kamu(1) dan simetri spontan yang terputus dari keadaan vakum yang disebabkan oleh aksi medan Higgs boson. Bukti renormalisasi model semacam itu oleh Martinus Veltman dan Gerard "t Hooft dianugerahi Hadiah Nobel Fisika 1999.

  Dalam bentuk ini, teori interaksi lemah termasuk dalam Model Standar modern, dan itu adalah satu-satunya interaksi yang mematahkan simetri. P dan CP .

  Menurut teori interaksi elektrolemah, interaksi lemah bukanlah kontak, tetapi memiliki pembawa sendiri - boson vektor W + , W dan Z 0 dengan massa bukan nol dan putaran sama dengan 1. Massa boson ini sekitar 90 GeV / s², yang menyebabkan rentang kecil gaya lemah.

  Dalam hal ini, boson bermuatan W± bertanggung jawab atas interaksi arus bermuatan, dan keberadaan boson netral Z 0 berarti adanya arus netral juga. Arus seperti itu, memang, ditemukan secara eksperimental. Contoh interaksi dengan partisipasi mereka adalah, khususnya, hamburan elastis neutrino oleh proton. Dalam interaksi seperti itu, baik jenis partikel dan muatannya dipertahankan.

  Untuk menggambarkan interaksi arus netral, Lagrangian harus dilengkapi dengan suku bentuk

  L = G F ρ 2 2 f 0 ^ f 0 ^ , (\displaystyle (\mathcal (L))=(\frac (G_(F)\rho )(2(\sqrt (2))))(\hat ( f_(0)))(\hat (f_(0))),)

  di mana adalah parameter tak berdimensi, sama dengan kesatuan dalam teori standar (secara eksperimental berbeda dari kesatuan tidak lebih dari 1%), f 0 ^ = ν e ^ ν e ^ + + e ^ e ^ + ⋯ + u ^ u ^ + … (\displaystyle (\hat (f_(0)))=(\hat (\overline ( \nu _(e))))(\nu _(e)))+\dots +(\hat (\overline (e)))(\hat (e))+\dots +(\hat (\overline (u)))(\hat (u))+\dots )- self-adjoint operator arus netral.

  Tidak seperti arus bermuatan, operator arus netral adalah diagonal, yaitu, ia menerjemahkan partikel ke dalam dirinya sendiri, dan bukan menjadi lepton atau quark lain. Masing-masing suku operator arus netral adalah jumlah dari operator vektor dengan pengali dan operator aksial dengan pengali I 3 2 Q sin 2 w (\displaystyle I_(3)-2Q\sin ^(2)\theta _(w)), di mana I 3 (\displaystyle I_(3))- proyeksi ketiga dari yang disebut lemah

  Interaksi lemah

  Interaksi yang kuat

  Interaksi yang kuat adalah jarak pendek. Jari-jari aksinya sekitar 10-13 cm.

  Partikel yang terlibat dalam interaksi kuat disebut hadron. Dalam zat stabil biasa pada suhu yang tidak terlalu tinggi, interaksi yang kuat tidak menyebabkan proses apa pun. Perannya adalah untuk menciptakan ikatan yang kuat antara nukleon (proton dan neutron) dalam inti. Energi ikat rata-rata sekitar 8 MeV per nukleon. Dalam hal ini, selama tumbukan inti atau nukleon dengan energi yang cukup tinggi (pada urutan ratusan MeV), interaksi yang kuat menyebabkan banyak reaksi nuklir: pembelahan inti, transformasi beberapa inti menjadi yang lain, dll.

  Dimulai dengan energi tumbukan nukleon pada orde beberapa ratus MeV, interaksi yang kuat mengarah pada produksi meson-P. Pada energi yang lebih tinggi, K-meson dan hiperon lahir, dan banyak resonansi meson dan baryon (resonansi adalah keadaan tereksitasi yang berumur pendek dari hadron).

  Pada saat yang sama, ternyata tidak semua partikel mengalami interaksi yang kuat. Jadi, itu dialami oleh proton dan neutron, tetapi elektron, neutrino, dan foton tidak tunduk padanya. Biasanya hanya partikel berat yang berpartisipasi dalam interaksi kuat.

  Penjelasan teoretis tentang sifat interaksi yang kuat sulit untuk dikembangkan. Sebuah terobosan digariskan hanya pada awal 1960-an, ketika model quark diusulkan. Dalam teori ini, neutron dan proton tidak dianggap sebagai partikel elementer, tetapi sebagai sistem komposit yang dibangun dari quark.

  Kuanta interaksi kuat adalah delapan gluon. Gluon mendapatkan nama mereka dari kata bahasa Inggris glue (lem), karena mereka bertanggung jawab atas pengurungan quark. Massa sisa gluon sama dengan nol. Pada saat yang sama, gluon memiliki muatan warna, karena itu mereka mampu berinteraksi satu sama lain, seperti yang mereka katakan, tindakan sendiri, yang menyebabkan kesulitan dalam menggambarkan interaksi yang kuat secara matematis karena nonliniernya.

  Jari-jari aksinya kurang dari 10-15 cm Interaksi lemah beberapa kali lipat lebih lemah dari tidak hanya kuat, tetapi juga elektromagnetik. Pada saat yang sama, itu jauh lebih kuat daripada gravitasi di mikrokosmos.

  Proses pertama yang ditemukan dan paling luas yang disebabkan oleh interaksi lemah adalah peluruhan b radioaktif dari inti.
  Dihosting di ref.rf
  Jenis radioaktivitas ini ditemukan pada tahun 1896 oleh A.A. Becquerel.em. Dalam proses peluruhan elektronik / b - - / radioaktif, salah satu neutron / n/ inti atom berubah menjadi proton / R/ dengan emisi elektron / e-/ dan antineutrino elektronik //:

  n ® p + e-+

  Dalam proses peluruhan positron /b + -/, terjadi transisi:

  p® n + e++

  Dalam teori peluruhan-b pertama, yang dibuat pada tahun 1934 oleh E. Fermi, untuk menjelaskan fenomena ini, perlu diperkenalkan hipotesis tentang keberadaan jenis khusus gaya jarak pendek yang menyebabkan transisi.

  n ® p + e-+

  Penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa interaksi yang diperkenalkan oleh Fermi bersifat universal.
  Dihosting di ref.rf
  Ini menyebabkan peluruhan semua partikel tidak stabil, yang massa dan aturan pemilihan bilangan kuantumnya tidak memungkinkan mereka meluruh karena interaksi yang kuat atau elektromagnetik. Interaksi lemah melekat pada semua partikel, kecuali foton. Waktu karakteristik dari proses interaksi lemah pada energi orde 100 MeV adalah 13-14 kali lipat lebih lama dari waktu karakteristik untuk interaksi kuat.

  Kuanta interaksi lemah adalah tiga boson - W + , W , Z°- boson. Superskrip menunjukkan tanda muatan listrik kuanta ini. Kuanta interaksi lemah memiliki massa yang signifikan, yang mengarah pada fakta bahwa interaksi lemah memanifestasikan dirinya pada jarak yang sangat pendek.

  Harus diperhitungkan bahwa saat ini interaksi lemah dan elektromagnetik sudah digabungkan menjadi satu teori. Ada sejumlah skema teoretis di mana upaya dibuat untuk menciptakan teori terpadu dari semua jenis interaksi. Namun, skema ini belum cukup dikembangkan untuk diuji secara eksperimental.

  26. Fisika struktural. Pendekatan corpuscular untuk deskripsi dan penjelasan alam. Reduksionisme

  Objek fisika struktural adalah elemen struktur materi (misalnya, molekul, atom, partikel elementer) dan pembentukannya yang lebih kompleks. Ini:

  1) plasma - itu adalah gas di mana sebagian besar molekul atau atom terionisasi;

  2) kristal- ini adalah padatan di mana atom atau molekul disusun secara teratur dan membentuk struktur internal yang berulang secara berkala;

  3) cairan- ini adalah keadaan agregasi materi, menggabungkan fitur keadaan padat (pengawetan volume, kekuatan tarik tertentu) dan gas (variabilitas bentuk).

  Cairan dicirikan oleh:

  a) keteraturan jarak pendek dalam susunan partikel (molekul, atom);

  b) perbedaan kecil dalam energi kinetik gerak termal dan energi potensial interaksinya.

  4) bintang,.ᴇ. bola gas (plasma) bercahaya.

  Saat menyoroti persamaan struktural materi, kriteria berikut digunakan:

  Dimensi spasial: partikel dengan tingkat yang sama memiliki dimensi spasial dengan urutan yang sama (misalnya, semua atom memiliki dimensi dengan urutan 10 -8 cm);

  Waktu proses: pada satu tingkat, ini tentang urutan yang sama;

  Objek dengan tingkat yang sama terdiri dari elemen yang sama (misalnya, semua inti terdiri dari proton dan neutron);

  Hukum yang menjelaskan proses di satu tingkat secara kualitatif berbeda dari hukum yang menjelaskan proses di tingkat lain;

  Objek dari tingkat yang berbeda berbeda dalam sifat dasar (misalnya, semua atom bermuatan listrik netral, dan semua inti bermuatan listrik positif).

  Ketika tingkat struktur dan keadaan materi baru ditemukan, area objek fisika struktural berkembang.

  Harus diperhitungkan bahwa ketika memecahkan masalah fisik tertentu, masalah yang berkaitan dengan menjelaskan struktur, interaksi, dan gerak saling terkait erat.

  Akar dari fisika struktural adalah pendekatan sel untuk deskripsi dan penjelasan alam.

  Untuk pertama kalinya, konsep atom sebagai partikel tubuh yang terakhir dan tidak dapat dibagi muncul di Yunani Kuno dalam kerangka ajaran filosofis-alam dari sekolah Leucippus-Democritus. Menurut pandangan ini, hanya ada atom di dunia yang bergerak dalam kehampaan. Para atomis kuno menganggap kesinambungan materi menjadi nyata. Berbagai kombinasi atom membentuk berbagai benda yang terlihat. Hipotesis ini tidak didasarkan pada data eksperimen. Dia hanya tebakan yang brilian. Tapi itu menentukan seluruh perkembangan lebih lanjut dari ilmu alam selama berabad-abad yang akan datang.

  Hipotesis atom sebagai partikel materi yang tidak dapat dibagi dihidupkan kembali dalam ilmu alam, khususnya, dalam fisika dan kimia untuk menjelaskan beberapa pola yang ditetapkan secara empiris (misalnya, hukum Boyle-Mariotte dan Gay-Lussac untuk gas ideal, ekspansi termal badan, dll). d.). Memang, hukum Boyle-Mariotte menyatakan bahwa volume gas berbanding terbalik dengan tekanannya, tetapi tidak menjelaskan mengapa demikian. Demikian pula, ketika sebuah benda dipanaskan, dimensinya meningkat. Tapi apa alasan ekspansi ini? Dalam teori kinetik materi, keteraturan ini dan keteraturan lainnya yang ditetapkan oleh pengalaman dijelaskan dengan bantuan atom dan molekul.

  Memang, penurunan tekanan gas yang diamati dan diukur secara langsung dengan peningkatan volumenya dalam teori kinetik materi dijelaskan sebagai peningkatan jalur bebas atom dan molekul penyusunnya. Akibatnya, volume yang ditempati oleh gas meningkat. Demikian pula, pemuaian benda ketika dipanaskan dalam teori kinetik materi dijelaskan oleh peningkatan kecepatan rata-rata molekul yang bergerak.

  Penjelasan di mana sifat-sifat zat atau benda kompleks mencoba direduksi menjadi sifat-sifat elemen atau komponennya yang lebih sederhana disebut reduksionisme. Metode analisis ini memungkinkan untuk memecahkan sejumlah besar masalah dalam ilmu pengetahuan alam.

  Sampai akhir abad XIX. Diyakini bahwa atom adalah partikel materi terkecil, tak terpisahkan, dan tak berstruktur. Pada saat yang sama, penemuan elektron, radioaktivitas menunjukkan bahwa ini tidak benar. Model planet atom Rutherford muncul. Kemudian digantikan oleh model N. Bora. Tetapi seperti sebelumnya, pemikiran fisikawan ditujukan untuk mereduksi seluruh ragam sifat kompleks benda dan fenomena alam menjadi sifat sederhana sejumlah kecil partikel primer. Selanjutnya, partikel ini diberi nama dasar. Sekarang jumlah totalnya melebihi 350. Karena alasan ini, kecil kemungkinan semua partikel tersebut dapat disebut benar-benar elementer, tidak mengandung unsur lain. Keyakinan ini diperkuat sehubungan dengan hipotesis keberadaan quark. Menurutnya, partikel dasar yang diketahui terdiri dari partikel dengan muatan listrik fraksional. Mereka disebut quark.

  Menurut jenis interaksi di mana partikel elementer berpartisipasi, semuanya, kecuali foton, diklasifikasikan menjadi dua kelompok:

  1) hadron. Patut dikatakan bahwa mereka dicirikan oleh adanya interaksi yang kuat. Pada saat yang sama, mereka juga dapat berpartisipasi dalam interaksi lemah dan elektromagnetik;

  2) lepton. hanya berpartisipasi dalam interaksi elektromagnetik dan lemah;

  Menurut seumur hidup dibedakan:

  a) partikel dasar yang stabil. Ini adalah elektron, foton, proton dan neutrino;

  b) semi-stabil. Ini adalah partikel yang membusuk karena interaksi elektromagnetik dan lemah. Misalnya, untuk + ® m + +;

  c) tidak stabil. peluruhan karena interaksi yang kuat, misalnya, neutron.

  Muatan listrik partikel elementer adalah kelipatan dari muatan terkecil yang melekat pada elektron. Pada saat yang sama, partikel dasar dibagi menjadi pasangan partikel - antipartikel, misalnya, e - - e + (mereka semua memiliki karakteristik yang sama, dan tanda-tanda muatan listrik berlawanan). Partikel netral secara elektrik juga memiliki antipartikel, misalnya, P -,- .

  Jadi, konsep atomistik didasarkan pada gagasan tentang struktur materi yang diskrit. Pendekatan atomistik menjelaskan sifat-sifat objek fisik berdasarkan sifat-sifat partikel terkecilnya, yang pada tahap kognisi tertentu dianggap tidak dapat dibagi. Secara historis, partikel seperti itu pertama kali dikenal sebagai atom, lalu partikel elementer, dan sekarang - quark. Kesulitan pendekatan ini adalah reduksi lengkap dari kompleks menjadi sederhana, yang tidak memperhitungkan perbedaan kualitatif di antara mereka.

  Hingga akhir kuartal pertama abad ke-20, gagasan tentang kesatuan struktur makro dan mikrokosmos dipahami secara mekanistik, sebagai identitas hukum yang lengkap dan kesamaan lengkap struktur keduanya.

  Mikropartikel ditafsirkan sebagai salinan miniatur dari tubuh makro, .ᴇ. sebagai bola yang sangat kecil (sel darah) yang bergerak di sepanjang orbit yang tepat, yang sepenuhnya analog dengan orbit planet, dengan satu-satunya perbedaan bahwa benda langit dihubungkan oleh gaya interaksi gravitasi, dan partikel mikro - oleh gaya interaksi listrik.

  Setelah penemuan elektron (Thomson, 1897 .), penciptaan teori kuantum (Planck, 1900 .), pengenalan konsep foton (Einstein, 1905 .), doktrin atom memperoleh karakter baru .
  Dihosting di ref.rf
  Gagasan diskrit diperluas ke bidang fenomena listrik dan cahaya, hingga konsep energi (pada abad ke-19, doktrin energi berfungsi sebagai bidang representasi kuantitas kontinu dan fungsi keadaan). Ciri terpenting dari doktrin atom modern adalah atomisme tindakan. Hal ini terkait dengan fakta bahwa gerakan, properti, dan keadaan berbagai objek mikro dapat dikuantisasi, .ᴇ. dinyatakan dalam bentuk besaran-besaran dan perbandingan-perbandingan. Atomistik baru mengakui stabilitas relatif dari setiap jenis materi diskrit, kepastian kualitatifnya, ketidakterpisahannya relatif dan ireversibilitasnya dalam batas-batas tertentu dari fenomena alam. Misalnya, karena dapat dibagi dalam beberapa cara fisik, atom secara kimia tidak dapat dibagi, .ᴇ. dalam proses kimia itu berperilaku sebagai sesuatu yang utuh, tak terpisahkan. Sebuah molekul, yang secara kimia dapat dibagi menjadi atom, dalam gerakan termal (sampai batas tertentu) berperilaku secara keseluruhan, tidak dapat dibagi, dll.

  Terutama penting dalam konsep atomistik baru adalah pengakuan interkonversibilitas dari setiap jenis materi diskrit.

  Berbagai tingkat organisasi struktural realitas fisik (quark, mikropartikel, nukleus, atom, molekul, makrobodi, megasistem) memiliki hukum fisika spesifiknya sendiri. Tetapi tidak peduli bagaimana fenomena yang dipelajari berbeda dari fenomena yang dipelajari oleh fisika klasik, semua data eksperimen harus dijelaskan menggunakan konsep klasik. Ada perbedaan mendasar antara deskripsi perilaku objek mikro yang diteliti dan deskripsi pengoperasian alat ukur. Ini adalah hasil dari kenyataan bahwa pengoperasian alat ukur, pada prinsipnya, harus dijelaskan dalam bahasa fisika klasik, sedangkan objek yang diteliti mungkin tidak dijelaskan dalam bahasa ini.

  Pendekatan corpuscular dalam menjelaskan fenomena dan proses fisika selalu dipadukan dengan pendekatan kontinum sejak munculnya fisika interaksi. Hal itu terungkap dalam konsep lapangan dan pengungkapan perannya dalam interaksi fisik. Representasi medan sebagai aliran jenis partikel tertentu (teori medan kuantum) dan atribusi sifat gelombang ke objek fisik apa pun (hipotesis Louis de Broglie) menggabungkan kedua pendekatan ini untuk analisis fenomena fisik.

  Interaksi lemah - konsep dan tipe. Klasifikasi dan fitur kategori "Interaksi lemah" 2017, 2018.

  Waktu seperti sungai yang mengalirkan peristiwa, dan arusnya kuat; hanya sesuatu yang tampak di mata Anda - dan itu telah terbawa, dan sesuatu yang lain terlihat, yang juga akan segera terbawa.

  Marcus Aurelius

  Masing-masing dari kita berusaha untuk menciptakan gambaran lengkap tentang dunia, termasuk gambaran Alam Semesta, dari partikel subatomik terkecil hingga skala terbesar. Tetapi hukum fisika terkadang begitu aneh dan berlawanan dengan intuisi sehingga tugas ini dapat menjadi sangat berat bagi mereka yang belum menjadi fisikawan teoretis profesional.

  Pembaca bertanya:
  

  Meskipun ini bukan astronomi, tetapi mungkin Anda akan memberi tahu saya. Gaya kuat dibawa oleh gluon dan mengikat quark dan gluon bersama-sama. Elektromagnetik dibawa oleh foton dan mengikat partikel bermuatan listrik. Gravitasi seharusnya dibawa oleh graviton dan mengikat semua partikel menjadi massa. Yang lemah dibawa oleh partikel W dan Z, dan … karena peluruhan? Mengapa gaya lemah digambarkan dengan cara ini? Apakah gaya lemah bertanggung jawab atas tarik-menarik dan/atau tolak-menolak partikel apa pun? Dan apa? Dan jika tidak, mengapa ini salah satu interaksi mendasar, jika tidak dikaitkan dengan kekuatan apa pun? Terima kasih.

  
  Mari kita lihat dasar-dasarnya. Ada empat gaya fundamental di alam semesta - gravitasi, elektromagnetisme, gaya nuklir kuat, dan gaya nuklir lemah.
  
  

  Dan semua ini adalah interaksi, kekuatan. Untuk partikel yang keadaannya dapat diukur, penerapan gaya mengubah momentumnya - dalam kehidupan biasa dalam kasus seperti itu kita berbicara tentang percepatan. Dan untuk tiga kekuatan ini, ini benar.

  Dalam kasus gravitasi, jumlah total energi (kebanyakan massa, tetapi itu mencakup semua energi) membelokkan ruang-waktu, dan gerakan semua partikel lain berubah dengan adanya segala sesuatu yang memiliki energi. Ini adalah cara kerjanya dalam teori gravitasi klasik (bukan kuantum). Mungkin ada teori yang lebih umum, gravitasi kuantum, di mana ada pertukaran graviton, yang mengarah ke apa yang kita amati sebagai interaksi gravitasi.

  Sebelum melanjutkan, harap dipahami:

  1. Partikel memiliki sifat, atau sesuatu yang melekat di dalamnya, yang memungkinkan mereka merasakan (atau tidak merasakan) jenis gaya tertentu.
  2. Partikel pembawa interaksi lainnya berinteraksi dengan yang pertama
  3. Sebagai hasil interaksi, partikel mengubah momentum, atau mempercepat

  Dalam elektromagnetisme, properti utama adalah muatan listrik. Tidak seperti gravitasi, itu bisa positif atau negatif. Sebuah foton, sebuah partikel yang membawa interaksi yang terkait dengan muatan, mengarah pada fakta bahwa muatan yang sama tolak-menolak, dan muatan yang berbeda tarik-menarik.

  Perlu dicatat bahwa muatan yang bergerak, atau arus listrik, mengalami manifestasi lain dari elektromagnetisme - magnetisme. Hal yang sama terjadi dengan gravitasi, dan disebut gravitomagnetisme (atau gravitoelektromagnetisme). Kami tidak akan masuk lebih dalam - intinya adalah tidak hanya ada muatan dan pembawa gaya, tetapi juga arus.

  Ada juga gaya nuklir kuat, yang memiliki tiga jenis muatan. Meskipun semua partikel memiliki energi dan semuanya tunduk pada gravitasi, dan meskipun quark, setengah dari lepton dan beberapa boson mengandung muatan listrik, hanya quark dan gluon yang memiliki muatan warna dan dapat mengalami gaya nuklir kuat.

  Ada banyak massa di mana-mana, jadi gravitasi mudah diamati. Dan karena gaya kuat dan elektromagnetisme cukup kuat, mereka juga mudah diamati.

  Tapi bagaimana dengan yang terakhir? Interaksi lemah?

  Kami biasanya membicarakannya dalam konteks peluruhan radioaktif. Sebuah quark atau lepton berat meluruh menjadi yang lebih ringan dan lebih stabil. Ya, kekuatan lemah ada hubungannya dengan itu. Tapi dalam contoh ini, entah bagaimana berbeda dari kekuatan lainnya.

  Ternyata kekuatan lemah juga merupakan kekuatan, hanya saja tidak sering dibicarakan. Dia lemah! 10.000.000 kali lebih lemah dari elektromagnetisme pada jarak sepanjang diameter proton.

  Sebuah partikel bermuatan selalu memiliki muatan, apakah itu bergerak atau tidak. Tetapi arus listrik yang diciptakan olehnya tergantung pada pergerakannya relatif terhadap partikel lain. Arus menentukan magnet, yang sama pentingnya dengan bagian listrik dari elektromagnetisme. Partikel komposit seperti proton dan neutron memiliki momen magnetik yang signifikan, sama seperti elektron.

  Quark dan lepton hadir dalam enam rasa. Quark - atas, bawah, aneh, terpesona, menawan, benar (sesuai dengan sebutan huruf mereka dalam bahasa Latin u, d, s, c, t, b - atas, bawah, aneh, pesona, atas, bawah). Lepton - elektron, elektron-neutrino, muon, muon-neutrino, tau, tau-neutrino. Masing-masing memiliki muatan listrik, tetapi juga rasa. Jika kita menggabungkan elektromagnetisme dan gaya lemah untuk mendapatkan gaya elektrolemah, maka masing-masing partikel akan memiliki semacam muatan lemah, atau arus elektrolemah, dan konstanta gaya lemah. Semua ini dijelaskan dalam Model Standar, tetapi cukup sulit untuk memverifikasi ini karena elektromagnetisme sangat kuat.

  Dalam percobaan baru, yang hasilnya baru-baru ini diterbitkan, kontribusi interaksi lemah telah diukur untuk pertama kalinya. Eksperimen memungkinkan untuk menentukan interaksi lemah quark atas dan bawah

  Dan muatan lemah proton dan neutron. Prediksi Model Standar untuk muatan lemah adalah:

  Q W (p) = 0,0710 ± 0,0007,
  Q W (n) = -0,9890 ± 0,0007.

  Dan menurut hasil hamburan, percobaan memberikan nilai-nilai berikut:

  Q W (p) = 0,063 ± 0,012,
  Q W (n) = -0,975 ± 0,010.

  Yang sangat sesuai dengan teori, dengan mempertimbangkan kesalahan. Eksperimen mengatakan bahwa dengan memproses lebih banyak data, mereka akan semakin mengurangi kesalahan. Dan jika ada kejutan atau perbedaan dengan Model Standar, itu keren! Tapi tidak ada yang menunjukkan ini:

  Oleh karena itu, partikel memiliki muatan yang lemah, tetapi kami tidak mengembangkannya, karena sulit untuk diukur secara realistis. Tapi kami tetap melakukannya, dan tampaknya menegaskan kembali Model Standar.

  Interaksi ini adalah interaksi fundamental terlemah yang diamati secara eksperimental dalam peluruhan partikel elementer, di mana efek kuantum pada dasarnya signifikan. Ingatlah bahwa manifestasi kuantum dari interaksi gravitasi tidak pernah diamati. Interaksi lemah ditentukan menggunakan aturan berikut: jika partikel elementer yang disebut neutrino (atau antineutrino) berpartisipasi dalam proses interaksi, maka interaksi ini lemah.

  Contoh khas dari interaksi lemah adalah peluruhan beta neutron, di mana n- neutron, p- proton, e- - elektron, e+ adalah antineutrino elektron. Namun, harus diingat bahwa aturan di atas tidak berarti sama sekali bahwa setiap tindakan interaksi lemah harus disertai dengan neutrino atau antineutrino. Diketahui bahwa sejumlah besar peluruhan neutrinoles terjadi. Sebagai contoh, kita dapat mencatat proses peluruhan lambda hyperon D menjadi proton p+ dan pion bermuatan negatif p- . Menurut konsep modern, neutron dan proton bukanlah partikel yang benar-benar elementer, tetapi terdiri dari partikel elementer yang disebut quark.

  Intensitas interaksi lemah dicirikan oleh konstanta kopling Fermi G F. Konstan G F dimensi. Untuk membentuk besaran tak berdimensi, perlu menggunakan beberapa jenis massa acuan, misalnya massa proton m p. Maka konstanta kopling tak berdimensi akan menjadi. Dapat dilihat bahwa interaksi lemah jauh lebih intens daripada interaksi gravitasi.

  Interaksi lemah, berbeda dengan interaksi gravitasi, adalah jarak pendek. Ini berarti bahwa interaksi lemah antar partikel hanya berperan jika partikel cukup dekat satu sama lain. Jika jarak antara partikel melebihi nilai tertentu, yang disebut radius karakteristik interaksi, interaksi lemah tidak muncul. Secara eksperimental telah ditetapkan bahwa jari-jari karakteristik interaksi lemah dengan orde 10-15 cm, yaitu interaksi lemah, terkonsentrasi pada jarak yang lebih kecil dari ukuran inti atom.

  Mengapa kita dapat membicarakan interaksi lemah sebagai bentuk independen dari interaksi fundamental? Jawabannya sederhana. Telah ditetapkan bahwa ada proses transformasi partikel elementer yang tidak dapat direduksi menjadi interaksi gravitasi, elektromagnetik, dan kuat. Sebuah contoh yang baik menunjukkan bahwa ada tiga interaksi kualitatif yang berbeda dalam fenomena nuklir terkait dengan radioaktivitas. Eksperimen menunjukkan adanya tiga jenis radioaktivitas yang berbeda: peluruhan -, - dan -radioaktif. Dalam hal ini, peluruhan disebabkan oleh interaksi yang kuat, peluruhan disebabkan oleh elektromagnetik. Peluruhan yang tersisa tidak dapat dijelaskan oleh interaksi elektromagnetik dan kuat, dan kita terpaksa menerima bahwa ada interaksi fundamental lain yang disebut interaksi lemah. Dalam kasus umum, kebutuhan untuk memperkenalkan interaksi lemah adalah karena fakta bahwa proses terjadi di alam di mana peluruhan elektromagnetik dan kuat dilarang oleh hukum kekekalan.

  
  

  Meskipun interaksi lemah pada dasarnya terkonsentrasi di dalam nukleus, ia memiliki manifestasi makroskopik tertentu. Seperti yang telah kami catat, ini terkait dengan proses -radioaktivitas. Selain itu, interaksi lemah memainkan peran penting dalam apa yang disebut reaksi termonuklir yang bertanggung jawab atas mekanisme pelepasan energi pada bintang.

  Properti paling menakjubkan dari interaksi lemah adalah adanya proses di mana asimetri cermin dimanifestasikan. Sepintas, tampak jelas bahwa perbedaan antara konsep kiri dan kanan adalah arbitrer. Memang, proses interaksi gravitasi, elektromagnetik, dan kuat tidak berubah sehubungan dengan inversi spasial, yang mengimplementasikan refleksi cermin. Dikatakan bahwa dalam proses seperti itu paritas spasial P dilestarikan.Namun, telah ditetapkan secara eksperimental bahwa proses yang lemah dapat dilanjutkan dengan paritas spasial nonkonservasi dan, oleh karena itu, tampaknya merasakan perbedaan antara kiri dan kanan. Saat ini, ada bukti eksperimental yang kuat bahwa nonkonservasi paritas dalam interaksi lemah bersifat universal; ia memanifestasikan dirinya tidak hanya dalam peluruhan partikel elementer, tetapi juga dalam fenomena nuklir dan bahkan atom. Harus diakui bahwa asimetri cermin adalah properti Alam pada tingkat yang paling mendasar.

  Nonkonservasi paritas dalam interaksi yang lemah tampaknya menjadi sifat yang tidak biasa sehingga segera setelah penemuannya, para ahli teori berusaha menunjukkan bahwa sebenarnya ada simetri lengkap antara kiri dan kanan, hanya saja ia memiliki makna yang lebih dalam daripada yang diperkirakan sebelumnya. Pemantulan cermin harus disertai dengan penggantian partikel dengan antipartikel (konjugasi muatan C), dan kemudian semua interaksi fundamental harus invarian. Namun, kemudian ditemukan bahwa invarians ini tidak universal. Ada peluruhan lemah dari apa yang disebut kaon netral berumur panjang menjadi pion p + , p – , yang dilarang jika invarians yang ditunjukkan benar-benar terjadi. Dengan demikian, sifat pembeda dari interaksi lemah adalah non-invarians CP-nya. Ada kemungkinan bahwa properti ini bertanggung jawab atas fakta bahwa materi di Semesta secara signifikan menang atas antimateri, dibangun dari antipartikel. Dunia dan anti-dunia tidak simetris.

  Pertanyaan tentang partikel mana yang merupakan pembawa interaksi lemah tidak jelas untuk waktu yang lama. Pemahaman dicapai relatif baru-baru ini dalam kerangka teori terpadu interaksi elektrolemah - teori Weinberg-Salam-Glashow. Sekarang diterima secara umum bahwa pembawa interaksi lemah adalah yang disebut boson W + - dan Z 0. Ini adalah partikel elementer bermuatan W + dan Z 0 netral dengan spin 1 dan massa yang sama dalam urutan besarnya hingga 100 m p.

  Diagram Feynman tentang peluruhan beta neutron menjadi proton, elektron, dan antineutrino elektron melalui perantara W-boson adalah salah satu dari empat interaksi fisik mendasar antara partikel elementer, bersama dengan gravitasi, elektromagnetik, dan kuat. Manifestasinya yang paling terkenal adalah peluruhan beta dan radioaktivitas terkait. Interaksi tersebut dinamakan lemah karena intensitas medan yang sesuai dengannya adalah 10 13 lebih kecil daripada di medan yang menyatukan partikel nuklir (nukleon dan quark) dan 10 10 lebih kecil daripada Coulomb pada skala ini, tetapi jauh lebih kuat daripada gravitasi. Interaksi memiliki jarak pendek dan memanifestasikan dirinya hanya pada jarak urutan ukuran inti atom.
  Teori interaksi lemah pertama kali dikemukakan oleh Enrico Fermi pada tahun 1930. Saat mengembangkan teori tersebut, ia menggunakan hipotesis Wolfgang Pauli tentang keberadaan partikel elementer baru neutrino pada saat itu.
  Interaksi lemah menggambarkan proses fisika nuklir dan fisika partikel elementer yang terjadi relatif lambat, berbeda dengan proses cepat karena interaksi kuat. Misalnya, waktu paruh neutron adalah sekitar 16 menit. – Keabadian dibandingkan dengan proses nuklir, yang ditandai dengan waktu 10 -23 detik.
  Sebagai perbandingan, pion bermuatan? ± meluruh melalui interaksi lemah dan memiliki umur 2,6033 ± 0,0005 x 10 -8 s, sedangkan pion netral? 0 meluruh menjadi dua kuanta gamma melalui interaksi elektromagnetik dan memiliki masa hidup 8,4 ± 0,6 x 10 -17 s.
  Karakteristik lain dari interaksi adalah jalur bebas rata-rata partikel dalam materi. Partikel yang berinteraksi melalui interaksi elektromagnetik - partikel bermuatan, gamma quanta, dapat ditahan oleh pelat besi setebal beberapa puluh sentimeter. Sedangkan neutrino, yang hanya berinteraksi secara lemah, melewati, tanpa bertabrakan sekalipun, melalui lapisan logam setebal satu miliar kilometer.
  Interaksi lemah melibatkan quark dan lepton, termasuk neutrino. Dalam hal ini, aroma partikel berubah, mis. tipe mereka. Misalnya, sebagai akibat peluruhan neutron, salah satu d-quarknya berubah menjadi u-quark. Neutrino unik karena mereka berinteraksi dengan partikel lain hanya di belakang interaksi gravitasi yang lemah, dan masih lemah.
  Menurut konsep modern yang dirumuskan dalam Model Standar, interaksi lemah dibawa oleh boson pengukur W dan Z, yang ditemukan pada akselerator pada tahun 1982. Massa mereka adalah 80 dan 90 massa proton. Pertukaran boson-W virtual disebut arus bermuatan, pertukaran boson-Z disebut arus netral.
  Simpul diagram Feynman yang menggambarkan kemungkinan proses yang melibatkan boson pengukur W dan Z dapat dibagi menjadi tiga jenis:

  Sebuah lepton dapat viprominit atau menyerap W-boson dan berubah menjadi neutrino;
  sebuah quark dapat melakukan viprominasi atau menyerap W-boson dan mengubah rasanya, menjadi superposisi dari quark lainnya;
  lepton atau quark dapat menyerap atau viprominit Z-boson

  Kemampuan partikel untuk berinteraksi secara lemah digambarkan oleh bilangan kuantum, yang disebut isospin lemah. Nilai isospin yang mungkin untuk partikel yang dapat bertukar boson W dan Z adalah ± 1/2. Partikel inilah yang berinteraksi melalui gaya lemah. Partikel dengan nol isospin lemah tidak berinteraksi di luar mutualitas lemah, di mana proses pertukaran W dan Z oleh boson tidak mungkin dilakukan. Isospin lemah dipertahankan dalam reaksi antara partikel elementer. Ini berarti bahwa isospin lemah total dari semua partikel yang terlibat dalam reaksi tetap tidak berubah, meskipun jenis partikel dapat berubah.
  Ciri interaksi lemah adalah melanggar paritas, karena hanya fermion dengan kiralitas kiri dan antipartikel fermion dengan kiralitas kanan yang memiliki kemampuan untuk berinteraksi lemah melalui arus bermuatan. Nonkonservasi paritas dalam interaksi lemah ditemukan oleh Yang Zhenning dan Li Zhengdao, di mana mereka menerima Hadiah Nobel dalam Fisika pada tahun 1957. Alasan nonkonservasi paritas terlihat pada pemutusan simetri spontan. Dalam kerangka Model Standar, partikel hipotetis, boson Higgs, sesuai dengan pemutusan simetri. Ini adalah satu-satunya bagian dari model biasa yang belum terdeteksi secara eksperimental.
  Dalam kasus interaksi yang lemah, simetri CP juga dilanggar. Pelanggaran ini terungkap secara eksperimental pada tahun 1964 dalam eksperimen dengan kaon. Penulis penemuan ini, James Cronin dan Val Fitch, dianugerahi Hadiah Nobel untuk tahun 1980. Pelanggaran CP-simetri lebih jarang terjadi daripada pelanggaran paritas. Ini juga berarti, karena konservasi CPT-simetri didasarkan pada prinsip-prinsip fisik dasar - transformasi Lorentz dan aksi jarak pendek, kemungkinan pelanggaran T-simetri, yaitu. non-invarian proses fisik dalam hal mengubah arah waktu.

  Pada tahun 1969, sebuah teori terpadu interaksi elektromagnetik dan nuklir lemah dibangun, yang menurutnya, pada energi 100 GeV, yang sesuai dengan suhu 10 15 K, perbedaan antara proses elektromagnetik dan lemah menghilang. Verifikasi eksperimental teori terpadu interaksi nuklir lemah dan kuat membutuhkan peningkatan energi akselerator hingga seratus miliar kali lipat.
  Teori interaksi elektrolemah didasarkan pada gugus simetri SU(2).
  Meskipun besarnya kecil dan durasinya pendek, interaksi yang lemah memainkan peran yang sangat penting di alam. Jika dimungkinkan untuk "mematikan" interaksi yang lemah, maka Matahari akan padam, karena proses mengubah proton menjadi neutron, positron, dan neutrino menjadi tidak mungkin, akibatnya 4 proton berubah menjadi 4 Dia, dua positron dan dua neutrino. Proses ini merupakan sumber energi utama bagi Matahari dan sebagian besar bintang (lihat siklus Hidrogen). Proses interaksi yang lemah penting untuk evolusi bintang, karena menyebabkan hilangnya energi bintang yang sangat panas dalam ledakan supernova dengan pembentukan pulsar, dll. Jika tidak ada interaksi lemah di alam, muon, pi-meson, dan partikel lain akan stabil dan tersebar luas dalam materi biasa. Peran penting interaksi lemah ini disebabkan karena tidak mematuhi sejumlah larangan yang menjadi ciri interaksi kuat dan elektromagnetik. Secara khusus, interaksi lemah mengubah lepton bermuatan menjadi neutrino, dan quark dari satu rasa menjadi quark yang lain.