Сул харилцан үйлчлэлийг ойлгох
Үндсэн хүчний танилцуулга
Орчлон ертөнцөд бөөмс хоорондын харилцан үйлчлэлийг дөрвөн үндсэн хүч удирддаг: таталцал, цахилгаан соронзон, хүчтэй цөмийн хүч, сул цөмийн хүч. Эдгээр хүч бүр нь материйн бүтэц, үйл ажиллагаанд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Өнөөдөр бид бага мэдрэмжтэй боловч гүн гүнзгий ач холбогдолтой хүчнүүдийн нэг болох сул цөмийн хүчийг ихэвчлэн сул харилцан үйлчлэл гэж нэрлэдэг. Сул харилцан үйлчлэлийн мөн чанар
Сул харилцан үйлчлэл нь дөрвөн үндсэн хүчний нэг бөгөөд субатомын бөөмсийн үйл ажиллагаанд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Хязгааргүй хүрээтэй таталцал ба цахилгаан соронзоноос ялгаатай нь сул харилцан үйлчлэл нь хэт богино зайд буюу \(10^{-18}\) метрээс бага зайд ажилладаг. Энэ нь цацраг идэвхт задралын нэг төрөл болох бета задрал зэрэг үйл явцыг хариуцдаг бөгөөд цөмийн хайлмалаар дамжуулан нарны энерги үйлдвэрлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Сул харилцан үйлчлэлийн хүчийг зөөгч нь W ба Z бозонууд юм. Эдгээр нь асар том бөөмс бөгөөд сул хүч нь ийм богино зайд үйлчилдэгтэй холбоотой юм. W бозонууд (W+ ба W-) цэнэглэгддэг бол Z бозон нь төвийг сахисан байдаг. Сул харилцан үйлчлэл ба бета задрал
Ажил дээрх сул харилцан үйлчлэлийн сонгодог жишээ бол бета задрал бөгөөд энэ нь нэг төрлийн энгийн бөөмсийг нөгөөд хэрхэн хувиргаж болохыг харуулдаг. Бета хасах задралд ( \(\beta^{-}\) задрал) атомын цөм доторх нейтрон (n) нь протон (p) болж хувирч, электрон (e-) ба антинейтрино ( \(\overline{\nu}_e\) ялгаруулдаг. \(\overline{\nu}_e\) ) явцад. Урвалыг дараах байдлаар илэрхийлж болно: \( n \rightarrow p + e^- + \overline{\nu}_e \) Энэ процесс нь атомын массыг ижил байлгахын зэрэгцээ атомын тоог нэгээр нэмэгдүүлж, элементийг үр дүнтэй өөрчилдөг. Бета задрал нь атомуудын тогтвортой байдал, орчлон ертөнц дэх янз бүрийн элементүүд үүсэхийг ойлгоход чухал ач холбогдолтой юм. Нарны эрчим хүчний үйлдвэрлэлд гүйцэтгэх үүрэг
Сул харилцан үйлчлэл нь нарны эрчим хүчийг үйлдвэрлэхэд зайлшгүй шаардлагатай. Цөмийн нэгдлийн хэд хэдэн урвалын үр дүнд устөрөгчийн атомууд нийлж гелий үүсгэж, асар их энерги ялгаруулдаг. Уг процесс нь протон-протоны гинжин урвалаас эхэлдэг ба тэнд хоёр протон (устөрөгчийн цөм) нэгдэж, сул харилцан үйлчлэлээр нэг протон нейтрон болж хувирч, дейтерий үүсгэдэг. Сул харилцан үйлчлэлгүй бол нарны эрчим хүчний анхдагч эх үүсвэр болох энэхүү нэгдэх процесс үүсэхгүй. Electrowweak онол
1960-аад онд эрдэмтэд Шелдон Глашоу, Абдус Салам, Стивен Вайнберг нар цахилгаан соронзон хүч ба сул хүчийг цахилгаан сул онол гэж нэрлэгддэг онолын нэг тогтолцоонд нэгтгэсэн. Энэхүү цоо шинэ онол нь Их тэсрэлтийн дараах мөчүүд шиг эрчим хүчний өндөр түвшинд цахилгаан соронзон болон сул хүчнүүд нэг хүч болж нэгддэг болохыг харуулсан. Цахилгаан сул онол нь эрс тэс нөхцөлд хүч хэрхэн нэгддэгийг ойлгоход чухал ахиц дэвшил болсон бөгөөд энэхүү интеграци нь үндсэн хүчнүүдийн харилцан уялдаатай байдлын жишээ юм. Бөөмийн задрал дахь сул харилцан үйлчлэлийн ач холбогдол
Бета задралаас гадна сул харилцан үйлчлэл нь бусад бөөмсийн задралд гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Жишээлбэл, электроны хүнд төрөл төрөгсөд болох мюонууд электрон болж задрах нь сул харилцан үйлчлэлээр дамждаг. Энэ үйл явц нь хурдасгуур дахь сансрын туяа, бөөмсийн үйл ажиллагааг ойлгоход маш чухал юм. Туршилтын нотолгоо ба нээлт
Сул харилцан үйлчлэл ба түүний хүч тээгч W ба Z бозоны нээлт нь онолын таамаглал, дараа нь туршилтаар батлагдсан үлгэр юм. W ба Z бозонуудыг цахилгаан сул онолоор урьдчилан таамаглаж байсан бөгөөд хожим нь 1980-аад оны эхээр CERN-д супер протон синхротрон ашиглан хийсэн цуврал туршилтаар илрүүлсэн. Эдгээр туршилтууд нь W ба Z бозонууд илрэх нөхцлийг бүрдүүлэхийн тулд протон ба антипротонуудыг хооронд нь мөргөлдүүлж, сул харилцан үйлчлэлийн бодит нотолгоо, цахилгаан сул онолын үнэн зөвийг харуулсан. Сул харилцан үйлчлэл: Үндсэн боловч баригдашгүй хүч
Дүгнэж хэлэхэд, сул харилцан үйлчлэл нь хэдийгээр нэртэй ч орчлон ертөнцөд хүчирхэг үүрэг гүйцэтгэдэг үндсэн хүч юм. Субатомын бөөмсийн задралаас эхлээд манай тэнгэрийг гэрэлтүүлдэг наранд нэгдэх процесс хүртэл сул харилцан үйлчлэл нь бидний ертөнцийг бүрдүүлдэг үндсэн үйл явцын салшгүй хэсэг юм. Үүнийг цахилгаан соронзон онолд нэгтгэсэн нь үндсэн хүчний гоо үзэсгэлэн, нарийн төвөгтэй байдлыг улам тодотгож, өндөр энергийн нөхцөлд орчлон ертөнцийн хүчний үндсэн энгийн байдлыг олж харах боломжийг олгодог. Өвөрмөц шинж чанар, үр дагавар бүхий сул харилцан үйлчлэл нь орчлон ертөнцийг хамгийн суурь түвшинд ойлгохыг эрэлхийлэх судалгааны идэвхтэй талбар хэвээр байна.
