Οι 4 θεμελιώδεις δυνάμεις του Σύμπαντος είναι οι βαρυτικές, οι ηλεκτρομαγνητικές, οι ασθενείς πυρηνικές δυνάμεις και οι ισχυρές πυρηνικές δυνάμεις. Σήμερα θα προσεγγίσουμε τις ασθενείς πυρηνικές δυνάμεις.
.
Η ασθενής πυρηνική δύναμη δρα στα υποατομικά σωματίδια σε αποστάσεις μικρότερες από τον πυρήνα ενός ατόμου, καθιστώντας την εμβέλειά της εξαιρετικά μικρή, περίπου 0,1% της διαμέτρου ενός τυπικού ατομικού πυρήνα. Το όνομά της προέρχεται από τη σχετικά ασθενή ισχύ της σε σύγκριση με την ισχυρή πυρηνική δύναμη. Ωστόσο, παρά το γεγονός ότι είναι “ασθενής”, είναι ζωτικής σημασίας για πολλές διεργασίες που καθιστούν δυνατή τη ζωή.
.
Η ασθενής δύναμη είναι υπεύθυνη για μια διαδικασία γνωστή ως β-διάσπαση. Κατά τη διαδικασία αυτή, ένα νετρόνιο μέσα σε έναν ατομικό πυρήνα μετατρέπεται σε πρωτόνιο, απελευθερώνοντας ένα ηλεκτρόνιο και ένα αντινετρίνο κατά τη διαδικασία. Αυτή η μεταβολή είναι υπεύθυνη για τον μηχανισμό της ακτινοβολίας στα ραδιενεργά υλικά. Επίσης, παίζει σημαντικό ρόλο στη διαδικασία σύντηξης πυρήνων στον Ήλιο και τα υπόλοιπα αστέρια.
.
Οι φορείς της ασθενούς δύναμης είναι τα μποζόνια W και Z. Αυτά τα μποζόνια είναι πολύ βαρύτερα από τα πρωτόνια και είναι υπεύθυνα για τη «διαμεσολάβηση» των ασθενών αλληλεπιδράσεων. Όταν τα σωματίδια αλληλεπιδρούν μέσω της ασθενούς δύναμης, ανταλλάσσουν τα μποζόνια W και Z, οδηγώντας σε αλλαγές στον τύπο ή τη “γεύση” τους.
.
Μια πρωτοποριακή ανακάλυψη στη φυσική του 20ού αιώνα ήταν η ενοποίηση της ασθενούς δύναμης και του ηλεκτρομαγνητισμού σε ένα ενιαίο θεωρητικό πλαίσιο γνωστό ως ηλεκτρασθενής αλληλεπίδραση. Η θεωρία αυτή, που προτάθηκε από τους Sheldon Glashow, Abdus Salam και Steven Weinberg τη δεκαετία του 1970, υπογράμμισε ότι σε εξαιρετικά υψηλές ενέργειες, χαρακτηριστικές για το πρώιμο σύμπαν λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, η ασθενής δύναμη και ο ηλεκτρομαγνητισμός ήταν δυσδιάκριτοι. Η τριάδα τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1979 για αυτή τη βαθιά διαπίστωση.
.
Fun fact: η ασθενής πυρηνική δύναμη είναι ΠΟΛΥ ασθενέστερη από την…ηλεκτρομαγνητική δύναμη!