הכוח האלקטרו-חלש – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
Lea phys (שיחה | תרומות)
אין תקציר עריכה
שכתוב כללי, ההיסטוריה דורשת עוד שכתוב.
שורה 1:
{{לשכתוב|נושא=מדעי הטבע}}
 
ב{{ה|מודל הסטנדרטי}} של [[פיזיקת חלקיקים|פיזיקת החלקיקים]] הכח'''הכוח האלקטרו-חלש''' היאהוא הצורהכוח המאוחדת שבה מתואריםהמאחד שניים מהכוחתמהכוחות הבסיסייםהיסודיים של הטבע: [[הכוח הגרעיני החלש]] ו[[אלקטרומגנטיות|הכוח האלקטרומגנטי]]. ביקום כיום הכוחות היסודיים הם החלש והאלקטרומגנטי, אולם על פי [[מנגנון היגס]] (ראו [[שבירת סימטריה ספונטנית]]) הם מתאחדים לכוח יסודי אחד, בטמפרטורות גבוהות מאוד, מסדר גודל של {{SN||15}} [[מעלות קלווין]].
 
הכוח האלקטרו-חלש מתואר ב[[תורת כיול]] עם סימטריה של <math>\ SU(2)\times U(1)</math>. כאשר הסימטריה מושלמת (בטמפרטורות גבוהות) קיימים ארבעה נשאי כוח חסרי מסה. [[שבירת סימטריה ספונטנית|שבירת הסימטריה]] גורמת לשלושה מהם - נשאי הכח החלש [[בוזוני W ו-Z]] - לקבל מסה, ול[[פוטון]] להשאר בוזון כיול חסר מסה של הכח האלקטרומגנטי עם סימטרית כיול <math>\ U(1)</math> חדשה.
בתחילת [[המאה ה-20]], כשנתגלו החלקיקים הראשונים, הכוחות שפעלו עליהם סווגו בתחילה בדרך הבאה: הכוח האלקטרומגנטי, הכוח הגרעיני החלש ו[[הכוח הגרעיני החזק]]. ככל שעבר הזמן, הבינו פיזיקאי החלקיקים שהכוח האלקטרומגנטי והכוח הגרעיני החלש אחד הם. הכוח האלקטרומגנטי מסביר בצורה מלאה את התגובות של כל ה[[לפטון|לפטונים]] הידועים עד כה באנרגיות המוכרות באותו זמן.
 
תיאור מנגנון הכוח האלקטרו-חלש ושבירתו היה אבן הבניין האחרונה בתיאוריה של המודל הסטנדרטי של החלקיקים היסודיים, גם אם מאז נתגלו תופעות וחלקיקים רבים נוספים, והנושא נמצא בחקירה עניפה. מנגנון השבירה דורש את המצאותו של [[בוזון היגס]], חלקיק שטרם נתגלה. נעשו מאמצים לגלותו ב[[מאיץ חלקיקים|מאיצי חלקיקים]], והמאמץ העיקרי כיום מרוכז ב[[מאיץ LHC]].
קשה לגלות זאת באנרגיות נמוכות, אך ככל ש[[מאיץ חלקיקים|מאיצי החלקיקים]] אפשרו למדענים לעבוד בתגובות אנרגטיות יותר, היה ברור שכוחות יתאחדו באנרגיות גבוהות יותר. מצד שני, נוצרה בעיה - [[בוזון כוח|בוזוני הכוח]] (או ''נשאי הכוח'') של הכוח הגרעיני החלש היו בעלי מסה אדירה. נשא הכוח של הכוח האלקטרומגנטי הוא הפוטון, שלו אין [[מסה]]. כיוון שאין לו מסה, שני מטענים חשמליים יכולים להגיב ממרחק אינסופי (אם הם שני המטענים היחידים בסביבה). הכוח הגרעיני החלש יכול להגיב רק במרחק שווה ערך למגניטודה שלו.
 
==הסטוריה==
הכוח האלקטרומגנטי, כמו גם הכוח הגרעיני החלש, הם תוצאה של תאוריות כוח. הכוונה היא שהחלקיקים הם מייצגים של קבוצה - הם מייצגים מבנה מתמטי שמרכיביו מגיבים בצורה מסוימת הנשלטת על ידי הטרנספורמציות של הקבוצה. כאשר שתי קבוצות שונות משתלבות, הם לא תמיד יוצרים קבוצה מרוכבת, אך במקרה האלקטרו-חלש, הם כן.
בתחילת [[המאה ה-20]], כשנתגלו החלקיקים הראשונים, הכוחות שפעלו עליהם סווגו בתחילה בדרך הבאה: הכוח האלקטרומגנטי, הכוח הגרעיני החלש ו[[הכוח הגרעיני החזק]]. ככל שעבר הזמן, הבינו פיזיקאי החלקיקים שהכוח האלקטרומגנטי והכוח הגרעיני החלש אחד הם. הכוח האלקטרומגנטי מסביר בצורה מלאה את התגובות של כל ה[[לפטון|לפטונים]] הידועים עד כה באנרגיות המוכרות באותו זמן.
 
קשה לגלות זאת באנרגיות נמוכות, אך ככל ש[[מאיץ חלקיקים|מאיצי החלקיקים]] אפשרו למדענים לעבוד בתגובות אנרגטיות יותר, היה ברור שכוחות יתאחדו באנרגיות גבוהות יותר. מצד שני, נוצרה בעיה - [[בוזון כוח|בוזוני הכוח]] (או ''נשאי הכוח'') של הכוח הגרעיני החלש היו בעלי מסה אדירה. נשא הכוח של הכוח האלקטרומגנטי הוא הפוטון, שלו אין [[מסה]]. כיוון שאין לו מסה, שני מטענים חשמליים יכולים להגיב ממרחק אינסופי (אם הם שני המטענים היחידים בסביבה). הכוח הגרעיני החלש יכול להגיבמשמעותי רק במרחקבמרחקים שווהקצרים ערךמאוד, למגניטודההעומדים ביחס הפוך למסת נשאי הכוח שלו.
 
על תרומתם לאיחוד הכוח האלקטרומגנטי והכוח החלש קיבלו [[שלדון גלשאו]], [[עבדוס סלאם]] ו[[סטיבן ויינברג]] את [[פרס נובל לפיזיקה]] לשנת [[1979]].