美文网首页自然科普宇宙探索是时候了解大自然了
弱相互作用力并不是最弱的力,但却是在大自然中一种最短的力

弱相互作用力并不是最弱的力,但却是在大自然中一种最短的力

作者: 量子奥秘 | 来源:发表于2019-01-30 15:56 被阅读17次

在大自然中存在着四种基本力,按照发现的先后顺序划分分别是:万有引力,电磁相互作用力、强相互作用力、弱相互作用力,万有引力与电磁相互作用力被发现已经有上百年的历史了,想必大家都很熟悉了,关于强相互作用力的科普在后面会详细讲解,所以前三种力在这里就不过多介绍了,这篇文章重点给大家普及一下弱相互作用力,下面直接简称:弱力。

弱相互作用力:弱力并不是最弱,但是弱力最短

虽然物理学家把最后发现的这种力称为弱力,但弱力却并不是这四种基本力中最弱的力,由牛顿发现的万有引力才是最弱的,万有引力在微观粒子的计算上甚至都可以选择忽略不计,但万有引力却是这四种基本力中作用范围最广的力,在宏观宇宙这种大质量的天体上,万有引力的作用就显得格外重要,而与万有引力相反的是:弱力是这四种自然力中作用距离最短的一种力,而弱力的作用时间也极短的,所以导致弱力直到上世纪六十年代才被物理学家发现。

弱力发现的起因:β衰变

在二十世纪初,人们发现了β衰变的现象:原子核是由质子与中子构成的,质子带正电,中子呈电中性,当物质发生β衰变的时候,原子核内的中子就会释放出一个电子进而变成质子,大量被释放出去的电子形成了高速运动(速度高达0.99C)的电子流,这种电子流就是β射线,这是β衰变最早的物理模型,不过虽然这个β衰变的物理模型看似很合理,但是却违背了物理学中一个不可动摇的真理:能量守恒定律。

物理学家发现在物质发生β衰变的时候,电子带走的能量要比原子核释放的能量少一些,虽然这个模型看似十分完美,但β衰变中能量不守恒是所有物理学家都无法回避的硬伤。

中微子概念的提出,物理学家费米首次提出弱力

对于在β衰变中能量不守恒的问题,物理学家恩里科·费米在原来的β衰变模型中加入了一个全新的角色,并且提出自然界中第四种基本李:弱力!

原子核内的中子在衰变成质子的过程中,不单单会释放电子,还会释放出中微子,中微子是不带电、质量极轻,已接近光速运动的基本粒子,它可以轻易的穿透像地球这种的大体积物质,所以物理学家又称其为:幽灵粒子,那么β衰变的物理模型就变成了:中子=质子+电子+中微子,中微子带走的能量就很好的解决了能量守恒的问题,那么究竟是什么让的力量将电子与中微子从原子中丢了出来呢?费米认为这种力量是一种全新的力量,这种力量十分的弱,比电磁力还要弱10的11次方倍,而且这种力的作用距离极端,甚至可以近似于零,当电子与中微子离开的一瞬间它就消失了,而且这种力量只能作用于电子、夸克层子、中微子费米子,对于光子等玻色子不起作用,不过弱相互作用力的传播子却是要W+、W-、Z这三种玻色子的相互作用,费米提出的这种神秘力量被命名为弱力,后来费米也因此获得了诺贝尔物理学奖。

每个物理学家共同的信仰:统一四种自然力

不过后来随着量子规范场的建立,物理学家将电磁力与弱力统一成为了一种相互作用的力的两种不同表现形式,即电弱统一理论,物理学家认为上帝是追求简单而完美的,目前电磁力、强力与弱力都可以使用规范场去解释,唯独万有引力的无法纳入其中,这也是目前量子物理学家正在努力的方向。

相关文章

  • 弱相互作用力并不是最弱的力,但却是在大自然中一种最短的力

    在大自然中存在着四种基本力,按照发现的先后顺序划分分别是:万有引力,电磁相互作用力、强相互作用力、弱相互作用力,万...

  • 自己对当前科学的一点理解

    宇宙中存在四中基本力:引力,电磁力,强相互作用力,弱相互作用力。引力是影响宏观物体的力,其他三种基本力存在...

  • 功夫中的力学

    在力学中,力总是成对出现的,其中一个力(叫做作用力)对应的大小相等、方向相反的力叫做反作用力。作用力和反作用力没有...

  • 问答:思想实验和物理实验有什么区别?

    读者 Core Duo: 如果引力不是力,那为什么还有所谓的电磁力、强作用力、弱作用力、引力这4种基本力呢?还要寻...

  • 信息论

    不论是时间,空间,物质,能量,还是四大基础力的引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力,又或者是最基础的场论,纬度...

  • 物质与能量之间信息的传递者

    挠场被认为是万有引力、电磁力、弱作用力、强作用力之外的另一种力,有人称之为第五种力。 挠场是物质与能量之间的信息传...

  • 能量与物质之间信息的传递者

    挠场被认为是万有引力、电磁力、弱作用力、强作用力之外的另一种力,有人称之为第五种力。 挠场是物质与能量之间的信息传...

  • 写作提升思考力

    什么是思考力?思考力就是思维力,是在思维过程中产生的一种作用力,这种作用力的大小直接决定思考的深度。 思考力是一种...

  • 从作用力的本质看世界

    依照现在基础物理学的研究,作用力有四种,分别是强相互作用力、电磁力、弱相互作用力、引力(强度依次递减)。 无论是什...

  • 当风暴到来那天

    (第一部分) 文|弋一 “力的作用是相互的,有作用力,就有反作用力,想要哪个力必须有取舍,一个力消失,另一个力才能...

网友评论

    本文标题:弱相互作用力并不是最弱的力,但却是在大自然中一种最短的力

    本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/hudcsqtx.html