电弱交互作用编辑

电磁作用与弱相互作用的统一描述

在粒子物理学中，弱电相互作用是电磁作用与弱相互作用的统一描述，而这两种作用都是自然界中四种已知基本力。虽然在日常的低能量情况下，电磁作用与弱作用存在很大的差异，然而在超过统一温度，即数量级在100 GeV的情况下，这两种作用力会统合成单一的电弱作用力。

在粒子物理学中，弱电相互作用是电磁作用与弱相互作用的统一描述，而这两种作用都是自然界中四种已知基本力。虽然在日常的低能量情况下，电磁作用与弱作用存在很大的差异，然而在超过统一温度，即数量级在100GeV的情况下，这两种作用力会统合成单一的电弱作用力。

由于将基本粒子的电磁作用与弱作用统一的这项贡献，阿卜杜勒·萨拉姆、谢尔登·格拉肖以及史蒂文·温伯格获颁1979年的诺贝尔物理奖。弱电相互作用的理论目前经以下两个实验证明存在：

1973年在Gargamelle气泡室首次在中微子散射实验中发现中性流的存在。

1983年在超级质子同步加速器进行的UA1和UA2质子反质子对撞实验中发现W及Z玻色子。

弱相互作用

编辑

弱相互作用（又称弱力或弱核力）是自然的四种基本力中的一种，其余三种为强核力、电磁力及万有引力。次原子粒子的放射性衰变就是由它引起的，恒星中一种叫氢聚变的过程也是由它启动的。弱相互作用会影响所有费米子，即所有自旋为半奇数的粒子。

在粒子物理学的标准模型中，弱相互作用的理论指出，它是由W及Z玻色子的交换（即发射及吸收）所引起的，由于弱力是由玻色子的发射（或吸收）所造成的，所以它是一种非接触力。这种发射中最有名的是β衰变，它是放射性的一种表现。重的粒子性质不稳定，由于Z及W玻色子比质子或中子重得多，所以弱相互作用的作用距离非常短。这种相互作用叫做“弱”，是因为β衰变发生的概率比强相互作用低很多，表示它的一般强度比电磁及强核力弱好几个数量级。大部分粒子在一段时间后，都会通过弱相互作用衰变。弱相互作用有一种独一无二的特性——那就是夸克味变——其他相互作用做不到这一点。另外，它还会破坏宇称对称及CP对称。夸克的味变使得夸克能够在六种“味”之间互换。

弱力最早的描述是在1930年代，是四费米子接触相互作用的费米理论：接触指的是没有作用距离（即完全靠物理接触）。但是现在最好是用有作用距离的场来描述它，尽管那个距离很短。在1968年，电磁与弱相互作用统一了，它们是同一种力的两个方面，现在叫弱电相互作用。

弱相互作用在粒子的β衰变中最为明显，在由氢生产重氢和氦的过程中（恒星热核反应的能量来源）也很明显。放射性碳定年法用的就是这样的衰变，此时碳-14通过弱相互作用衰变成氮-14。它也可以造出辐射冷光，常见于超重氢照明；也造就了β伏这一应用领域（把β射线的电子当电流用）。

电磁力

编辑

电磁力（英语：electromagnetic force）是处于电场、磁场或电磁场的带电粒子所受到的作用力。大自然的四种基本力中，电磁力是其中一种，其它三种是强作用力、弱作用力、引力。光子是传递电磁力的媒介。在电动力学里，电磁力称为劳仑兹力。延伸至相对论性量子场论，在量子电动力学里，两个带电粒子倚赖光子为媒介传递电磁力。带电粒子是带有净电荷的粒子。电荷是基本粒子的内秉性质。只有带电粒子或带电物质（带有净电荷的物质）才能够感受到电磁力，也只有带电粒子或带电物质才能够制成电场、磁场或电磁场来影响其它带电粒子或带电物质。

对于决定日常生活所遇到的物质的内部性质，电磁力扮演重要角色。在物质内部，分子与分子之间彼此相互作用的分子间作用力，就是电磁力的一种形式。分子间作用力促使一般物质呈现出各种各样的物理与化学性质。由于电子与原子核分别带有的负电荷与正电荷，它们彼此之间会以电磁力相互吸引，使得电子移动于环绕着原子核的原子轨道，与原子核共同组成原子。分子的建构组元是原子。几个邻近原子的电子与电子、电子与原子核、原子核与原子核，以电磁力彼此之间相互作用，主导与驱动各种化学反应，因此促成了所有生物程序。