1 弱力
| 기본 상호작용 | |||
| 중력 | 전자기력 | 약력 | 강력 |
weak force
약한 상호작용(weak interaction)이라고도 한다.
게이지 보손인 [math] W^+ [/math], [math] W^- [/math] 및 [math] Z^0 [/math]가 매개하는 힘으로, 자연계의 네 가지 기본 상호작용 중 하나이다.
가장 유명한 현상으로는 베타 붕괴(decay)에 관여한다. 탄소 동위원소 반감기를 이용한 연대측정법은 이 현상을 이용하는 것이다. 이외 베타 붕괴의 역반응과 같은 뉴트리노 포획에 의한 역베타붕괴, 뮤온 포획 등에 관여한다. 사실 보통 사람이 '힘'이라고 이해하기는 힘든 힘. 대표적인 베타 붕괴로 아주 간단히 설명하자면, '이 힘이 가만히 있는 중성자를 부숴서 양성자와 전자, 전자 중성미자의 반입자로 바꾼다'. 높은 에너지 상태의 전자가 광자를 방출해 바닥상태의 전자가 되듯이 높은 질량의 중성자가 [math] W^- [/math]입자를 방출해 낮은 질량의 양성자가 된다고 생각하면 된다.[1] 더 쉽게 이해하도록 요약하자면, '질량의 위치에너지'를 이용해 높은 질량의 입자가 낮은 질량의 입자로 바뀌는 것.
네 가지 힘이 모두 작용할 수 있는 동일 거리 내에서 힘의 크기 서열은 세 번째로, 중력보다는 강하다. '약한 것'보다 더 약한 중력 지못미. 사실 약력은 근본적으로 그렇게 약한 힘은 아니다.[2] 약력의 미세 구조 상수(fine structure constant)는 1/29.5로 전자기력의 1/137보다도 크다. 그런데도 상호작용이 그렇게 작은 이유는 힘을 전달하는 입자들이 큰 질량을 가지고 있기 때문. 이게 다 힉스 입자 때문이다 다만 약력 및 강력은 작용하는 범위가 원자 단위보다 작기 때문에 일상 생활에서는 느낄 수 없다. 야광 시계에서 나오는 트리튬의 베타 붕괴 현상[3] 정도? 물론 사람의 감각은 약력 자체를 감지하기에는 너무 둔하다.
패리티(parity. 행렬 변환에서 부호의 변화 여부. 간단히 말하자면 '왼쪽과 오른쪽은 같은가?')가 보존되지 않는 현상이 처음으로 제기되기도 했다. 즉, 거울 안에서 약력이 작용하는 현상을 관찰하면 거울 밖에서와 다르게 보인다.[4] 이외 다른 힘들과는 달리 여러 대칭성이 보존되지 않는다.
파일:Quarkweakinteraction.png
기본적으로는 쿼크에 작용하여 t→b+[math] W^+ [/math], c→s+[math] W^+ [/math], d→u+[math] W^- [/math]의 변동이 가장 많이 일어나며, 그 다음이 c→d+[math] W^+ [/math]. 그 다음이 s→u+[math] W^- [/math] 순의 변동이 잦다. t→s or d +[math] W^+ [/math]나 b→c or u+[math] W^- [/math]도 일어난다고 예견은 되어 있지만 확률이 매우 낮다.
