Nõrk tuumajõud on üks neist neli füüsika põhijõud mille kaudu osakesed interakteeruvad koos tugeva jõu, gravitatsiooni ja elektromagnetismiga. Mõlemaga võrreldes elektromagnetism ja tugev tuumajõud, on nõrgal tuumajõul palju nõrgem intensiivsus, mistõttu sellel on nimi nõrk tuumajõud. Nõrga jõu teooria pakkus esmakordselt välja Enrico Fermi 1933. aastal ja oli sel ajal tuntud kui Fermi interaktsioon. Nõrget jõudu vahendab kahte tüüpi gabariit bosonid: Z- ja W-boson.
Nõrkade tuumajõudude näited
Nõrk interaktsioon mängib selles võtmerolli radioaktiivne lagunemine, nii paarsümmeetria kui ka CP sümmeetria rikkumine ja kvarkide maitse muutmine (nagu beeta lagunemise korral). Teooriat, mis kirjeldab nõrka jõudu, nimetatakse kvantflavodünaamikaks (QFD), mis on analoogne kvantkromodünaamika (QCD) tugeva jõu jaoks ja kvant-elektrodünaamika (QFD) elektromagnetilise jaoks jõud. Tuumajõu populaarsemaks mudeliks on elektr nõrk teooria (EWT).
Nõrkaks tuumajõuks nimetatakse ka nõrka jõudu, nõrka tuuma interaktsiooni ja nõrka koostoimet.
Nõrga interaktsiooni omadused
Nõrk jõud erineb teistest jõududest seetõttu, et:
- See on ainus jõud, mis rikub paarsümmeetriat (P).
- See on ainus jõud, mis rikub laengu-pariteedi sümmeetriat (CP).
- See on ainus interaktsioon, mis võib ühte tüüpi muuta käär teise või selle maitsesse.
- Nõrka jõudu levitavad kandeosakesed, millel on märkimisväärsed massid (umbes 90 GeV / c).
Nõrgas interaktsioonis sisalduvate osakeste põhiline kvantarv on füüsikaline omadus, mida nimetatakse nõrgaks isospiniks, mis on samaväärne rolliga, mida elektriline spinn mängib tugeva jõu elektromagnetilises ja värvilaengus. See on konserveeritud kogus, mis tähendab, et igal nõrgal interaktsioonil on interaktsiooni lõpus kogu isospiini summa, nagu see oli interaktsiooni alguses.
Järgmiste osakeste isospin on nõrk +1/2:
- elektron neutriino
- müon neutriino
- tau neutriino
- üles kvark
- sarm kvark
- ülemine kvarkk
Järgmiste osakeste isospin on nõrk -1/2:
- elektron
- kuun
- tau
- allapoole kvarki
- kummaline kvark
- alumine kvark
Z-boson ja W-boson on mõlemad palju massiivsemad kui teised gabariidibosonid, mis vahendavad teisi jõude ( footon elektromagnetilisuse jaoks ja tugeva tuumajõu glüooni jaoks). Osakesed on nii massiivsed, et lagunevad enamikel juhtudel väga kiiresti.
Nõrk jõud on ühendatud elektromagnetilise jõuga ühtseks põhiliseks elektrilöögijõuks, mis avaldub suure energiaga (näiteks osakeste kiirendites leiduva energia korral). See ühendamise töö sai 1979. Aasta Nobeli füüsikapreemia ja edasise töö selle tõestamiseks, et aastal oli elektriülekandejõu matemaatiliste aluste ümbervormistamine 1999. aastal Nobeli preemia Füüsika.
Toimetanud Anne Marie Helmenstine, Ph.