Força nuclear feble
interacció fonamental responsable de la desintegració beta i la fisió nuclear / From Wikipedia, the free encyclopedia
La força nuclear feble, també anomenada força feble o interacció feble,[1] és una de les quatre forces fonamentals de la natura, juntament amb la força nuclear forta, la gravetat i la força electromagnètica. La força nuclear feble és la responsable de la desintegració radioactiva de les partícules subatòmiques i és la iniciadora del procés conegut com a fusió nuclear a les estrelles.[2] La teoria de la interacció feble es coneix també com flavordinàmica quàntica (QFD, de les sigles en anglès), encara que el terme gairebé no s'utilitza perquè la força nuclear feble s'entén millor en termes de la teoria electrofeble (EWT).[3]
Segons el model estàndard de física de partícules, la interacció feble és causada per l'emissió o absorció de bosons W i Z; per tant, es considera una força sense contacte, igual que les altres tres forces fonamentals. La interacció feble afecta tots els fermions coneguts, és a dir, les partícules que tenen un espín (una propietat de totes les partícules) semienter (és a dir, de valor ½). L'efecte més conegut d'aquesta emissió és la desintegració beta, que és una forma de radioactivitat. Els bosons W i Z són molt més pesants que els protons o neutrons; justament això explica el curt abast de la interacció feble. De fet, s'anomena «feble» perquè la seva intensitat de camp és diversos ordres de magnitud menor que la de l'electromagnetisme i la de la força nuclear forta. Té una propietat única –anomenada canvi de sabor del quark– que no ocorre en cap altra interacció. A més a més, trenca la simetria de paritat i la simetria CP. El canvi de sabor permet que els quarks canviïn el seu per un dels altres cinc.
La força feble fou originalment descrita a la dècada de 1930 per la teoria de Fermi de la interacció de quatre fermions de contacte: això equival a dir una força sense abast (és a dir, completament dependent del contacte físic[4]). Tanmateix, en l'actualitat es descriu com un camp que té un abast (tot i que molt petit). El 1968, la força electromagnètica i la interacció feble foren unificades quan es descobrí que eren dos aspectes d'una sola força, que ara s'anomena força electrofeble. La teoria de la interacció feble es pot anomenar «sabordinàmica quàntica» (QFD, de l'anglès quantum flavordynamics), en analogia amb la cromodinàmica quàntica (QCD) i l'electrodinàmica quàntica (QED).[3]
Les interaccions febles són més apreciables quan les partícules experimenten una desintegració beta, i en la producció de deuteri i llavors heli a partir de l'hidrogen que sosté el procés termonuclear del Sol. Aquesta desintegració també fa possible la datació basada en el carboni-14, ja que el carboni-14 es desintegra mitjançant la interacció feble en nitrogen-14. També pot crear radioluminescència, la qual s'usa en il·luminació de triti i en el camp relacionat dels betavoltaics.[5]