அடிப்படை சக்திகள்: பலவீனமான அணுசக்தி

La பலவீனமான அணுசக்தி இது இயற்பியலின் நான்கு அடிப்படை சக்திகளில் ஒன்றாகும், இதன் மூலம் துகள்கள் ஒன்றோடொன்று தொடர்பு கொள்கின்றன, வலுவான விசை, ஈர்ப்பு மற்றும் மின்காந்தவியல் ஆகியவற்றுடன், இந்த பலவீனமான அணுசக்தி மிகவும் பலவீனமான தீவிரத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. இந்த சுவாரஸ்யமான தலைப்பைப் பற்றி இங்கே மேலும் அறிக!

பலவீனமான அணுசக்தி

பலவீனமான சக்தி நான்கில் ஒன்றாகும் இயற்கையின் அடிப்படை சக்திகள் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள அனைத்துப் பொருட்களையும் ஆளுகிறது, மற்ற மூன்று ஈர்ப்பு, மின்காந்தம் மற்றும் வலுவான விசை ஆகும், மற்ற சக்திகள் விஷயங்களை ஒன்றாக வைத்திருக்கும் போது, ​​​​பலவீனமான விசை பொருட்கள் வீழ்ச்சியடைவதில் அல்லது வீழ்ச்சியடைவதில் பெரிய பங்கு வகிக்கிறது.

பலவீனமான விசை அல்லது பலவீனமான தொடர்பு, புவியீர்ப்பு விசையை விட மிகவும் வலுவானது, ஆனால் மிகக் குறுகிய தூரத்திற்கு மட்டுமே பாதுகாப்பானது, துணை அணு மட்டத்தில் செயல்படுகிறது, மேலும் நட்சத்திரங்களை வளர்ப்பதிலும் கூறுகளை உருவாக்குவதிலும் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. பிரபஞ்சத்தில் இருக்கும் இயற்கை கதிர்வீச்சு.

இத்தாலிய இயற்பியலாளர் என்ரிகோ ஃபெர்மி 1933 ஆம் ஆண்டில் பீட்டா சிதைவை வெளிப்படுத்த ஒரு கருதுகோளைப் பற்றி யோசித்தார், இது ஒரு கருவில் உள்ள நியூட்ரான் ஒரு புரோட்டானாக மாறி எலக்ட்ரானை வெளியேற்றும் செயல்முறையாகும், இது பெரும்பாலும் பீட்டா துகள் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

அவர் ஒரு புதிய வகை சக்தியை வரையறுத்தார், பலவீனமான தொடர்பு என்று அழைக்கப்படுபவை, இது சிதைவுக்கு காரணமாக இருந்தது மற்றும் நியூட்ரானை புரோட்டான், எலக்ட்ரான் மற்றும் நியூட்ரினோவாக மாற்றுவது அதன் அடிப்படை செயல்முறையாகும், இது பின்னர் நியூட்ரினோ எதிர்ப்பு என தீர்மானிக்கப்பட்டது. , கியுலியோ மால்டிஸ் எழுதினார். , மனிதனின் துகள்களில் இயற்பியல் இத்தாலிய வரலாற்றாசிரியர்.

மால்டீஸின் கூற்றுப்படி, ஃபெர்மி ஆரம்பத்தில் இது பூஜ்ஜிய தூரம் அல்லது விசையை ஒத்ததாகக் கூறியது, இதன் மூலம் இரண்டு துகள்கள் விசையைத் தொடர்வதற்கு தொடர்பு கொள்ள வேண்டும், அதன் பிறகு பலவீனமான சக்தி வேலை செய்யும் ஒரு கவர்ச்சிகரமான சக்தி என்பது உறுதிப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. ஒரு புரோட்டானின் விட்டத்தில் குறைந்தது 0.1 சதவிகிதம் மிகக் குறுகிய வரம்பில்.

பண்புகள்

La பலவீனமான அணுசக்தி இது பல பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, அதை நாம் கீழே குறிப்பிடுகிறோம், பலவீனமான சக்தி மற்ற சக்திகளிலிருந்து வேறுபட்டது:

தொடர்புகளின் வகைகள்

செங்குத்துகள் என்று அழைக்கப்படும் இரண்டு வகையான பலவீனமான தொடர்புகள் உள்ளன, முதல் வகை "சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மின்னோட்ட தொடர்பு" என்று அழைக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் இது மின் கட்டணத்தை சுமக்கும் துகள்களால் மத்தியஸ்தம் செய்யப்படுகிறது, இது பீட்டா சிதைவின் நிகழ்வுக்கு பொறுப்பாகும்.

இரண்டாவது வகை "நடுநிலை மின்னோட்ட தொடர்பு" என்று அழைக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் இது ஒரு நடுநிலை துகள் மூலம் மத்தியஸ்தம் செய்யப்படுகிறது, இது நியூட்ரினோக்களின் விலகலுக்கு பொறுப்பாகும், இரண்டு வகையான தொடர்புகளும் வெவ்வேறு தேர்வு விதிகளைப் பின்பற்றுகின்றன.

சார்ஜ் செய்யப்பட்ட தற்போதைய தொடர்பு

சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மின்னோட்ட வகை ஊடாடலில், சார்ஜ் செய்யப்பட்ட லெப்டான் (எலக்ட்ரான் அல்லது மியூயான் போன்றவை) W+ போசானை உறிஞ்சும், அதாவது +1 சார்ஜ் கொண்ட துகள் மற்றும் அந்த பயன்முறையில் இருந்து தொடர்புடையதாக மாறும். நியூட்ரினோ 1 சார்ஜ் கொண்ட நியூட்ரினோ, அதாவது எலக்ட்ரான், மியூன் அல்லது டவு ஆகியவை லெப்டானின் வகையை ஒத்ததாக இருக்கும்.

இதேபோல், ஒரு வகை டவுன் குவார்க் - ¹ / ₃  + இன் கட்டணத்துடன், உயர்-வகை குவார்க்காக மாற்றலாம் ² / ₃ ), ஒரு W ஐ வழங்குவதன் மூலம்^-  போஸான் அல்லது ஒரு W உறிஞ்சுதல்⁺   போஸான் இன்னும் துல்லியமாக, டவுன்-டைப் குவார்க், அப்-டைப் குவார்க்குகளின் குவாண்டம் சூப்பர்போசிஷனாக மாறுகிறது: அதாவது, மேட்ரிக்ஸ் அட்டவணையில் கொடுக்கப்பட்டுள்ள நிகழ்தகவுகளுடன், இது மூன்று மேல்-வகை குவார்க்குகளில் ஒன்றாக மாறுவதற்கான வாய்ப்பு உள்ளது.

இதற்கு மாறாக, ஒரு அப்ஸ்ட்ரீம் குவார்க் ஒரு W ஐ வெளியிடும்⁺
போஸான், அல்லது ஒரு டபிள்யூ^- போஸான், இதனால் கீழ்-வகை குவார்க் ஆகிறது.

W போசான் நிலையற்றது, எனவே அது விரைவாக சிதைந்துவிடும், மிகக் குறுகிய வாழ்நாளில், ஒரு W போசான் மற்ற பொருட்களுக்கு சிதைவது, வெவ்வேறு நிகழ்தகவுகளுடன் நிகழலாம்.

நியூட்ரானின் பீட்டா சிதைவு என்று அழைக்கப்படுவதில், நியூட்ரானின் உள்ளே ஒரு கீழ் குவார்க் ஒரு மறைமுகமான W ஐ வெளிப்படுத்துகிறது.^- போஸான், அதனால் அப் குவார்க்காக மாறுகிறது, நியூட்ரானை புரோட்டானாக மாற்றுகிறது.

செயல்பாட்டில் உள்ள ஆற்றலின் காரணமாக, அதாவது, டவுன் குவார்க்கிற்கும் மேல் குவார்க்கும் இடையே உள்ள வெகுஜன வேறுபாடு, டபிள்யூ.^- போஸான் ஒரு எலக்ட்ரானாகவும், எலக்ட்ரான் ஆன்டிநியூட்ரினோவாகவும் மட்டுமே மாறும்.

நடுநிலை தற்போதைய தொடர்பு

நடுநிலை மின்னோட்ட இடைவினைகளில், ஒரு குவார்க் அல்லது லெப்டான் (உதாரணமாக, எலக்ட்ரான் அல்லது மியூவான்) டபிள்யூ போன்ற நடுநிலை Z போசானை வெளியிடுகிறது அல்லது உறிஞ்சுகிறது^± போசான்கள், போசான்களும் விரைவாக சிதைவடைகிறது.

சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மின்னோட்ட இடைவினையைப் போலன்றி, அதன் தேர்வு விதிகள் கைராலிட்டி, மின் கட்டணம் அல்லது பலவீனமான ஐசோஸ்பின் ஆகியவற்றால் கண்டிப்பாக வரையறுக்கப்பட்டுள்ளன, நடுநிலை மின்னோட்டம் Z⁰ இடைவினையானது நிலையான மாதிரியில் உள்ள இரண்டு ஃபெர்மியன்களை விலகச் செய்யலாம்: எந்த மின் கட்டணத்தின் துகள்கள் மற்றும் எதிர் துகள்கள் மற்றும் இடது மற்றும் வலது கைராலிட்டி, இருப்பினும் தொடர்புகளின் வலிமை வேறுபட்டது.

சமச்சீர் மீறல்

சமச்சீர் முறிவு என்பது ஒரு முக்கியமான புள்ளியைக் கடந்து செல்லும் ஒரு அமைப்பில் நடக்கும் சிறிய எழுச்சிகள், எந்தக் கிளைகள் எடுக்கப்படுகின்றன என்பதை நிறுவுவதன் மூலம் அமைப்பின் தலைவிதியை முடிவுக்குக் கொண்டுவரும் ஒரு நிகழ்வு ஆகும், வெளிப்புற உதவியாளருக்கு, எழுச்சிகளைப் பற்றி தெரியாமல், தேர்வு நியாயமற்ற முறையில் எழும்.

இந்த செயல்முறை சமச்சீர் மீறல் என்று அழைக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் இது போன்ற மாற்றங்கள் பொதுவாக ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட குறிப்பிட்ட நிலைமைகளின் கீழ் ஒரு சமச்சீரான ஆனால் ஒழுங்கற்ற நிலையில் இருந்து கணினியை மாற்றும், சமச்சீரின் தொந்தரவுகள் வடிவங்களில் முக்கிய பங்கு வகிப்பதாக கருதப்படுகிறது.

நேரடி சமச்சீர் உடைப்புடன், கணினியின் தற்போதைய சமன்பாடுகள் நிலையானவை, ஆனால் அமைப்பு மாறாமல் இருப்பதன் காரணமாக அமைப்பு இல்லை, அத்தகைய சமச்சீர் முறிவு வரிசை அளவுருவைப் பயன்படுத்தி அளவுருவாக மாற்றப்படுகிறது, இந்த வகை சமச்சீர் கலைப்பின் ஒரு சிறப்பு நிகழ்வு டைனமிக் சமச்சீர் முறிவு.

சமச்சீர் தோல்வி பின்வரும் காட்சிகளில் ஏதேனும் ஒன்றை உள்ளடக்கும்:

• சில கட்டமைப்பின் சீரற்ற உருவாக்கம் மூலம் இயற்பியல் விதிகளின் அடிப்படையிலான சரியான சமச்சீர் மீறல்.
• இயற்பியலில் குறைந்தபட்ச ஆற்றல் நிலை அமைப்பைக் காட்டிலும் குறைவான சமச்சீர்நிலையைக் கொண்டிருக்கும் ஒரு சூழ்நிலை.
• அமைப்பின் உண்மையான நிலை இயக்கவியலின் அடிப்படை சமச்சீர்நிலைகளை பிரதிபலிக்காத சூழ்நிலைகள், தெளிவாக சமச்சீர் நிலை நிலையற்றது மற்றும் உள்ளூர் சமச்சீரற்ற தன்மை காரணமாக நிலைத்தன்மை அடையப்படுகிறது.
• ஒரு கோட்பாட்டின் சமன்பாடு சில சமச்சீர்நிலைகளைக் கொண்டிருக்கும் சூழ்நிலைகள், ஆனால் அதன் தீர்வுகள் இல்லை, ஏனெனில் சமச்சீர்நிலைகள் "மறைக்கப்பட்டவை".

இயற்பியல் இலக்கியத்தில் விவாதிக்கப்பட்ட உடைந்த சமச்சீரின் முதல் நிகழ்வுகளில் ஒன்று, ஈர்ப்பு மற்றும் ஹைட்ரோஸ்டேடிக் சமநிலையில் சுருக்க முடியாத திரவத்தின் சீரான சுழலும் உடலால் எடுக்கப்பட்ட வடிவத்தைப் பற்றியது.

ஜேகோபி மற்றும் லியோவில் இருவரும் 1834 இல் மூன்று அச்சு நீள்வட்டமானது இந்த சிக்கலுக்கு ஒரு சமநிலை தீர்வு என்று ஒப்புக்கொண்டனர், சுழலும் உடலின் ஈர்ப்பு ஆற்றலுடன் ஒப்பிடும்போது இயக்க ஆற்றல் ஒரு குறிப்பிட்ட முக்கியமான மதிப்பை மீறியது.

கோளங்களால் குறிப்பிடப்படும் அச்சு சமச்சீர் இந்த கிளை புள்ளியில் உடைக்கப்படுகிறது, மேலும், இந்த கிளை புள்ளிக்கு மேலே மற்றும் நிலையான கோண உந்தத்திற்கு, இயக்க ஆற்றலைக் குறைக்கும் தீர்வுகள் மேக்லாரின் கோளங்களுக்குப் பதிலாக அச்சு சமச்சீர் அல்லாத ஜாகோபி நீள்வட்டங்களாகும்.

அணுக்கருக்கள், எடுத்துக்காட்டாக, புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களால் ஆனவை, மேலும் அனைத்து துணை அணு துகள்களும் மாறாத பொருள்கள் அல்ல, மாறாக பலவீனமான அணுக்கரு தொடர்புகளின் விளைவாக ஒன்றையொன்று மாற்றிக்கொள்ள முடிகிறது என்பதையும் நாம் அறிவோம்.

எடுத்துக்காட்டாக, பூஜ்ஜிய மின் கட்டணம் கொண்ட நியூட்ரான், புரோட்டானாகவும், சமமான மற்றும் எதிர் மின்னேற்றங்களைக் கொண்ட எலக்ட்ரானாகவும் சிதைவடையும், மேலும் பூஜ்ஜிய மின்னூட்டத்தின் புதிய துகள், ஆன்டிநியூட்ரினோ, மற்றும் அதே போல, ஆன்டிநியூட்ரான் ஆன்டிபுரோட்டானாக, பாசிட்ரானாக சிதைவடையும். மற்றும் ஒரு நியூட்ரினோ.

எலக்ட்ரோவீக் கோட்பாடு அல்லது மாதிரி

பலவீனமான விசை அணுக்கருவை விட சிறிய தூரத்தில் மட்டுமே செயல்படுகிறது, அதே நேரத்தில் மின்காந்த விசை பெரிய தூரங்களுக்கு நீட்டிக்க முடியும். நட்சத்திரங்கள் அவை முழு விண்மீன் திரள்களையும் அடையும், தூரத்தின் சதுரத்துடன் மட்டுமே மறைந்துவிடும்.

மேலும், இரண்டு புரோட்டான்களுக்கு இடையிலான அடிப்படை தொடர்புகளின் வலிமையை ஒப்பிடுகையில், பலவீனமான சக்தி மின்காந்த விசையை விட சுமார் 10 மில்லியன் மடங்கு பலவீனமானது என்பதை வெளிப்படுத்துகிறது, இருப்பினும் XNUMX ஆம் நூற்றாண்டின் முக்கிய கண்டுபிடிப்புகளில் ஒன்று இந்த இரண்டு சக்திகளும் ஆகும். ஒற்றை, மிகவும் அடிப்படையான மின் கசிவு விசையின் பல்வேறு அம்சங்கள்.

எலக்ட்ரோவீக் கோட்பாடு முதன்மையாக பலவீனமான விசையின் சுய-நிலையான கேஜ் கோட்பாட்டை உருவாக்கும் முயற்சியில் இருந்து எழுந்தது, குவாண்டம் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸுடன் ஒப்பிடுகையில், 1940 களில் உருவாக்கப்பட்ட வெற்றிகரமான நவீன மின்காந்த விசை கோட்பாடு.

பலவீனமான விசையின் அளவீட்டுக் கோட்பாட்டிற்கு இரண்டு அடிப்படைத் தேவைகள் உள்ளன, முதலில், அது ஒரு அடிப்படைக் கணித சமச்சீர்மையை வெளிப்படுத்த வேண்டும், இது கேஜ் மாறுபாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது, அதாவது விண்வெளி மற்றும் நேரத்தின் வெவ்வேறு புள்ளிகளில் சக்தியின் விளைவுகள் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். இரண்டாவதாக, கோட்பாடு மறுசீரமைக்கக்கூடியதாக இருக்க வேண்டும், அதாவது, அது இயற்பியல் அல்லாத எல்லையற்ற அளவுகளைக் கொண்டிருக்கக்கூடாது.

அணுசக்தி மாற்றங்களின் அன்றாட எடுத்துக்காட்டுகள்

பலவீனமான அணுசக்தியின் மிகத் தெளிவான உதாரணம் புரோட்டான்களின் பிணைப்பு ஆகும், அவை நேர்மறை மின்னூட்டம் காரணமாக இயற்கையில் விரட்டும் தன்மை கொண்டவை.பெரிய அளவில், அணு ஆயுதங்களின் அபரிமிதமான அழிவு சக்திக்கு, வெடிக்கும் போது ஆற்றலை வெளியிடுவதற்கு இந்த விசை காரணமாகும். ஒரு அணு ஆயுதம் வலுவான அணுசக்திகளின் காரணமாகும்.

அவை வெப்பத்தை உருவாக்க அணுசக்தி தாவரங்களில் பயன்படுத்தப்படுவது போலவே, மின்சாரம் போன்ற ஆற்றலை உருவாக்கவும், ஒரு பலவீனமான அணுசக்தி இது ஒரு நியூட்ரானை புரோட்டானாகவும், புரோட்டானை நியூட்ரானாகவும் மாற்ற நிர்வகிக்கிறது, இந்த சக்திகள் கதிரியக்க சிதைவு, சூரிய எரிதல், ரேடியோகார்பன் டேட்டிங் போன்ற பல எதிர்ப்புகளிலிருந்து உருவாகின்றன.

• அணுமின் நிலையத்தில் ஏற்படும் பிளவு வினையானது பெரிய நகரங்களுக்கு மின்சாரம் வழங்க போதுமான ஆற்றலை வழங்குகிறது.
• சூரியனில் உள்ள இணைவு எதிர்வினையானது நமது கிரகத்திற்கு உயிரினங்கள் உயிர்வாழத் தேவையான அனைத்து ஆற்றலையும் வழங்குகிறது.
• ஒரு ரன்வே பிளவு எதிர்வினை அணு குண்டின் அழிவு சக்தியை வழங்குகிறது.