Interacțiunea slabă apare în timpul degradarii. Forțe în natură
În 1896, omul de știință francez Henri Becquerel a descoperit radioactivitatea în uraniu. Acesta a fost primul semnal experimental despre forțele naturii necunoscute anterior - interacțiunea slabă. Știm acum că forța slabă se află în spatele multor fenomene familiare - de exemplu, este implicată în unele reacții termonucleare care susțin radiația Soarelui și a altor stele.
Numele „slab” a venit la această interacțiune din cauza unei neînțelegeri - de exemplu, pentru un proton este de 1033 de ori mai puternic decât interacțiunea gravitațională (vezi Gravitația, Această unitate a naturii). Aceasta este, mai degrabă, o interacțiune distructivă, singura forță a naturii care nu ține substanța împreună, ci doar o distruge. S-ar putea numi și „fără principii”, deoarece în distrugere nu ține cont de principiile parității spațiale și ale reversibilității temporale, care sunt respectate de alte forțe.
Proprietățile de bază ale interacțiunii slabe au devenit cunoscute încă din anii 1930, în principal datorită lucrării fizicianului italian E. Fermi. S-a dovedit că, spre deosebire de forțele gravitaționale și electrice, forțele slabe au o rază de acțiune foarte scurtă. În acei ani, părea că nu există deloc o rază de acțiune - interacțiunea a avut loc într-un punct din spațiu și, în plus, instantaneu. Această interacțiune este virtuală (on timp scurt) transformă fiecare proton al nucleului într-un neutron, un pozitron într-un pozitron și un neutrin și fiecare neutron într-un proton, electron și antineutrin. În nucleele stabile (vezi Nucleul atomic), aceste transformări rămân virtuale, precum crearea virtuală a perechilor electron-pozitron sau a perechilor proton-antiproton în vid.
Dacă diferența dintre masele nucleelor care diferă cu unul încărcat este suficient de mare, aceste transformări virtuale devin reale, iar nucleul își schimbă sarcina cu 1, emițând un electron și un antineutrin (desintegrarea electronilor) sau un pozitron și un neutrin ( dezintegrarea pozitronilor). Neutronii au o masă care depășește cu aproximativ 1 MeV suma maselor unui proton și unui electron. Prin urmare, un neutron liber se descompune într-un proton, un electron și un antineutrin, eliberând o energie de aproximativ 1 MeV. Durata de viață a unui neutron liber este de aproximativ 10 minute, deși într-o stare legată, de exemplu, în deutron, care constă dintr-un neutron și un proton, aceste particule trăiesc nelimitat.
Un eveniment similar are loc cu muonul (vezi Peptoni) - se descompune într-un electron, neutrin și antineutrin. Înainte de a se descompune, un muon trăiește aproximativ c - mult mai puțin decât un neutron. Teoria lui Fermi a explicat acest lucru prin diferența dintre masele particulelor implicate. Cu cât este mai multă energie eliberată în timpul dezintegrarii, cu atât merge mai repede. Eliberarea de energie în timpul dezintegrarii este de aproximativ 100 MeV, de aproximativ 100 de ori mai mare decât în timpul dezintegrarii unui neutron. Durata de viață a unei particule este invers proporțională cu puterea a cincea a acestei energii.
După cum sa dovedit în ultimele decenii, interacțiunea slabă este nelocală, adică nu are loc instantaneu și nici la un moment dat. Conform teoriei moderne, interacțiunea slabă nu este transmisă instantaneu, dar o pereche virtuală electron-antineutrino se naște după ce muonul se transformă într-un neutrin, iar acest lucru se întâmplă la o distanță de cm , desigur, măsurați o distanță atât de mică, așa cum niciun cronometru nu poate măsura un interval de timp atât de mic. Așa cum este aproape întotdeauna cazul, în fizicii moderne trebuie să ne mulțumim cu date indirecte. Fizicienii construiesc diverse ipoteze despre mecanismul procesului și testează tot felul de consecințe ale acestor ipoteze. Acele ipoteze care contrazic cel puțin un experiment de încredere sunt eliminate și sunt efectuate noi experimente pentru a le testa pe cele rămase. Acest proces, în cazul interacțiunii slabe, a continuat timp de aproximativ 40 de ani, până când fizicienii s-au convins că interacțiunea slabă a fost purtată de particule supermasive - de 100 de ori mai grele decât protonul. Aceste particule au spin 1 și se numesc bosoni vectoriali (descoperite în 1983 la CERN, Elveția - Franța).
Există doi bosoni vectoriali încărcați și unul neutru (pictograma din partea de sus, ca de obicei, indică sarcina în unități de protoni). Un boson vector încărcat „funcționează” în dezintegrarea neutronului și a muonului. Cursul dezintegrarii muonilor este prezentat în Fig. (sus, dreapta). Astfel de desene se numesc diagrame Feynman nu numai că ilustrează procesul, dar ajută și la calcularea acestuia. Acesta este un fel de prescurtare pentru formula pentru probabilitatea unei reacții; este folosit aici doar în scop ilustrativ.
Muonul se transformă într-un neutrin, emițând un boson, care se descompune într-un electron și un antineutrin. Energia eliberată nu este suficientă pentru naștere adevărată-boson, deci se naște virtual, adică pentru o perioadă foarte scurtă de timp. În acest caz este s. În acest timp, câmpul corespunzător bozonului nu are timp să formeze o undă sau, altfel, o particulă reală (vezi Câmpuri și particule). Se formează un cheag de câmp de cm în dimensiune, iar după c se nasc din el un electron și un antineutrin.
Pentru dezintegrarea unui neutron ar fi posibil să desenăm aceeași diagramă, dar aici deja ne-ar induce în eroare. Faptul este că dimensiunea unui neutron este cm, care este de 1000 de ori mai mare decât raza de acțiune a forțelor slabe. Prin urmare, aceste forțe acționează în interiorul neutronului, unde se află quarkurile. Unul dintre cei trei cuarci de neutroni emite un boson, transformându-se într-un alt cuarc. Sarcinile quarcilor dintr-un neutron sunt: -1/3, - 1/3 și astfel unul dintre cei doi quarci cu sarcină negativă de -1/3 se transformă într-un quarc cu sarcină pozitivă. Rezultatul vor fi quarci cu sarcini - 1/3, 2/3, 2/3, care împreună formează un proton. Produșii de reacție - electroni și antineutrino - zboară liber din proton. Dar este un quarc care a emis un boson. a primit lovitura și a început să se miște în direcția opusă. De ce nu zboară afară?
Este ținut împreună printr-o interacțiune puternică. Această interacțiune va transporta quarcul împreună cu cei doi însoțitori inseparabili ai săi, rezultând un proton în mișcare. Conform unei scheme similare, au loc dezintegrari slabe (asociate cu interacțiune slabă) a hadronilor rămași. Toate se reduc la emisia unui boson vectorial de către unul dintre quarci, la tranziția acestui boson vector în leptoni (și -particule) și la extinderea ulterioară a produselor de reacție.
Uneori, însă, apar și dezintegrari hadronice: un boson vector se poate descompune într-o pereche quarc-antiquark, care se va transforma în mezoni.
Aşa, număr mare diverse reactii se reduce la interacțiunea quarcilor și leptonilor cu bosonii vectoriali. Această interacțiune este universală, adică este aceeași pentru quarci și leptoni. Universalitatea interacțiunii slabe, în contrast cu universalitatea interacțiunii gravitaționale sau electromagnetice, nu a primit încă o explicație cuprinzătoare. În teoriile moderne, interacțiunea slabă este combinată cu interacțiunea electromagnetică (vezi Unitatea forțelor naturii).
Despre ruperea simetriei prin interacțiunea slabă, vezi Paritate, Neutrini. Articolul Unitatea forțelor naturii vorbește despre locul forțelor slabe în imaginea microlumii
Forța slabă, sau forța nucleară slabă, este una dintre cele patru interacțiuni fundamentaleîn natură. Este responsabil, în special, de degradarea beta a nucleului. Această interacțiune se numește slabă, deoarece celelalte două interacțiuni care sunt semnificative pentru fizica nucleară (puternice și electromagnetice) sunt caracterizate de o intensitate mult mai mare. Cu toate acestea, este mult mai puternic decât a patra dintre interacțiunile fundamentale, gravitațională. Forța de interacțiune slabă nu este suficientă pentru a menține particulele unul lângă celălalt (adică, pentru a forma stări legate). Se poate manifesta numai în timpul dezintegrarii și transformărilor reciproce ale particulelor.
Interacțiunea slabă este pe rază scurtă - se manifestă la distanțe semnificativ mai mici decât dimensiunea nucleului atomic (raza caracteristică de interacțiune este de 2·10-18 m).
Purtătorii interacțiunii slabe sunt bosonii vectoriali și. În acest caz, se face o distincție între interacțiunea așa-numiților curenți slabi încărcați și curenții slabi neutri. Interacțiunea curenților încărcați (cu participarea bosonilor încărcați) duce la o schimbare a sarcinilor particulelor și la transformarea unor leptoni și quarci în alți leptoni și quarci. Interacțiunea curenților neutri (cu participarea unui boson neutru) nu schimbă sarcinile particulelor și transformă leptonii și quarcii în aceleași particule.
Pentru prima dată, au fost observate interacțiuni slabe în timpul dezintegrarii β nuclee atomice. Și, după cum s-a dovedit, aceste dezintegrari sunt asociate cu transformarea unui proton într-un neutron în nucleu și invers:
p > n + e+ + nu, n > p + e- + e,
unde n este un neutron, p este un proton, e- este un electron, n?e este un electron antineutrin.
Particulele elementare sunt de obicei împărțite în trei grupuri:
1) fotoni; acest grup este format dintr-o singură particulă - un foton - un cuantum de radiație electromagnetică;
2) leptoni (din grecescul „leptos” - lumină), participând numai la interacțiuni electromagnetice și slabe. Leptonii includ neutrinul electron și muon, electronul, muonul și leptonul greu descoperit în 1975 - leptonul sau taonul, cu o masă de aproximativ 3487me, precum și antiparticulele corespunzătoare. Numele de leptoni se datorează faptului că masele primilor leptoni cunoscuți erau mai mici decât masele tuturor celorlalte particule. Leptonii includ și neutrinul secret, a cărui existență în în ultima vreme instalat de asemenea;
3) hadroni (din grecescul „adros” - mare, puternic). Hadronii au interacțiune puternicăîmpreună cu electromagnetice și slabe. Dintre particulele discutate mai sus, acestea includ protonii, neutronii, pionii și kaonii.
Proprietățile interacțiunii slabe
Interacțiunea slabă are proprietăți distinctive:
1. Toți fermionii fundamentali (leptoni și quarci) participă la interacțiunea slabă. Fermionii (de la numele fizicianului italian E. Fermi) sunt particule elementare, nuclee atomice, atomi cu o valoare jumătate întreagă a propriului moment unghiular. Exemple de fermioni: quarci (formă protoni și neutroni, care sunt și fermioni), leptoni (electroni, muoni, leptoni tau, neutrini). Aceasta este singura interacțiune la care participă neutrinii (fără a număra gravitația, care este neglijabilă în conditii de laborator), ceea ce explică capacitatea colosală de penetrare a acestor particule. Interacțiunea slabă permite leptonilor, quarcilor și antiparticulelor lor să schimbe energie, masă, sarcină electrică și numere cuantice - adică să se transforme unul în celălalt.
2. Interacțiunea slabă și-a primit numele datorită faptului că intensitatea sa caracteristică este mult mai mică decât cea a electromagnetismului. În fizica particulelor elementare, intensitatea unei interacțiuni este de obicei caracterizată de rata proceselor cauzate de această interacțiune. Cu cât procesele au loc mai repede, cu atât este mai mare intensitatea interacțiunii. La energii ale particulelor care interacționează de ordinul a 1 GeV, rata caracteristică a proceselor cauzate de interacțiunea slabă este de aproximativ 10×10 s, ceea ce este cu aproximativ 11 ordine de mărime mai mare decât pentru procesele electromagnetice, adică procesele slabe sunt procese extrem de lente. .
3. O altă caracteristică a intensității interacțiunii este calea liberă medie a particulelor dintr-o substanță. Astfel, pentru a opri un hadron zburător din cauza interacțiunii puternice, este necesară o placă de fier grosime de câțiva centimetri. În același timp, un neutrin, care participă doar la interacțiuni slabe, poate zbura printr-o placă de miliarde de kilometri grosime.
4. Interacțiunea slabă are o rază de acțiune foarte mică - aproximativ 2·10-18 m (aceasta este de aproximativ 1000 de ori dimensiune mai mică sâmburi). Din acest motiv, în ciuda faptului că interacțiunea slabă este mult mai intensă decât interacțiunea gravitațională, a cărei rază este nelimitată, ea joacă un rol semnificativ mai mic. De exemplu, chiar și pentru nucleele situate la o distanță de 10–10 m, interacțiunea slabă este mai slabă nu numai decât electromagnetică, ci și gravitațională.
5. Intensitatea proceselor slabe depinde puternic de energia particulelor care interacționează. Cu cât energia este mai mare, cu atât intensitatea este mai mare. De exemplu, din cauza interacțiunii slabe, un neutron, a cărui energie de repaus este de aproximativ 1 GeV, se dezintegrează în aproximativ 103 s, iar un hiperon L, a cărui masă este de o sută de ori mai mare, se descompun în 10-10 s. Același lucru este valabil și pentru neutrinii energetici: secțiunea transversală pentru interacțiunea cu un nucleon al unui neutrin cu o energie de 100 GeV este cu șase ordine de mărime mai mare decât cea a unui neutrin cu o energie de aproximativ 1 MeV. Cu toate acestea, la energii de ordinul a câteva sute de GeV (în cadrul centrului de masă al particulelor care se ciocnesc), intensitatea interacțiunii slabe devine comparabilă cu energia interacțiunii electromagnetice, ca urmare a căreia acestea pot fi descrisă într-o manieră unificată ca interacțiunea electroslabă. În fizica particulelor, forța electroslabă este descriere generală două dintre cele patru forțe fundamentale: forța slabă și forța electromagnetică. Deși aceste două interacțiuni sunt foarte diferite la energii joase obișnuite, în teorie ele sunt reprezentate ca două diferite manifestări o singură interacțiune. La energii peste energia de unificare (aproximativ 100 GeV), ele se combină într-o singură interacțiune electroslabă. Interacțiunea electroslabă este o interacțiune în care participă quark-urile și leptonii, emițând și absorbind fotoni sau bosoni vectori intermediari grei W+, W-, Z0. E.v. descris de o teorie gauge cu simetrie spartă spontan.
6. Interacțiunea slabă este singura interacțiune fundamentală pentru care legea conservării parității nu este satisfăcută, asta înseamnă că legile cărora le respectă procesele slabe se schimbă atunci când imagine în oglindă sisteme. Încălcarea legii conservării parității duce la faptul că sunt supuse doar particulele stângaci (al căror spin este îndreptat opus impulsului), dar nu și cele drepte (al căror spin este în aceeași direcție cu impulsul). la interacțiune slabă și invers: antiparticulele dreptaci interacționează slab, dar cele stângaci sunt inerte.
Operația de inversare spațială P este transformarea
x, y, z, -x, -y, -z, -, .
Operația P schimbă semnul oricărui vector polar
Operația de inversare spațială transformă sistemul într-unul simetric în oglindă. Simetria oglinzii este observată în procese sub influența interacțiunilor puternice și electromagnetice. Simetria în oglindă în aceste procese înseamnă că în stările simetrice în oglindă tranzițiile sunt realizate cu aceeași probabilitate.
1957? Yang Zhenning, Li Zongdao a primit Premiul Nobelîn fizică. Pentru studiile sale aprofundate ale așa-numitelor legi ale parității, care au dus la descoperiri importanteîn domeniul particulelor elementare.
7. Pe lângă paritatea spațială, interacțiunea slabă, de asemenea, nu păstrează paritatea combinată spațiu-sarcină, adică singura interacțiune cunoscută încalcă principiul invarianței CP.
Simetria de sarcină înseamnă că, dacă există vreun proces care implică particule, atunci când acestea sunt înlocuite cu antiparticule (conjugarea sarcinii), procesul există și el și are loc cu aceeași probabilitate. Simetria sarcinii este absentă în procesele care implică neutrini și antineutrini. În natură, există doar neutrini stângaci și antineutrini dreptaci. Dacă fiecare dintre aceste particule (pentru certitudine, vom lua în considerare neutrinul electron n și antineutrinul e) este supusă operației de conjugare a sarcinii, atunci ele se vor transforma în obiecte inexistente cu numere de leptoni și helicități.
Astfel, în interacțiunile slabe, invarianța P și C sunt încălcate simultan. Totuși, ce se întâmplă dacă două operații consecutive sunt efectuate pe un neutrin (antineutrin)? P- și C_transformații (ordinea operațiilor nu este importantă), apoi obținem din nou neutrini care există în natură. Secvența de operații și (sau în ordine inversă) se numește transformare CP. Rezultatul CP_transformation (inversie combinată) not și e este următorul:
Astfel, pentru neutrini și antineutrini, operația care transformă o particulă într-o antiparticulă nu este o operație de conjugare a sarcinii, ci o transformare CP.
MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL RUSIEI
Bugetul federal al statului instituție de învățământ
superior învăţământul profesional
„Universitatea Electrotehnică de Stat din Sankt Petersburg „LETI” numită după V. I. Ulyanov (Lenin)”
(SPbGETU)
Facultatea de Economie și Management
Departamentul de Fizică
La disciplina „Concepte” științe naturale moderne"
pe tema „Interacțiune slabă”
Verificat:
Altmark Alexander Moiseevici
Finalizat:
student gr. 3603
Kolisețskaia Maria Vladimirovna
Sankt Petersburg
1. Interacțiunea slabă este una dintre cele patru interacțiuni fundamentale
Istoria studiului
Rol în natură
Forța slabă este una dintre cele patru forțe fundamentale
Forța slabă, sau forța nucleară slabă, este una dintre cele patru forțe fundamentale
Interacțiunea slabă este pe distanță scurtă - se manifestă la distanțe semnificativ mai mici decât dimensiunea nucleului atomic
Bosonii vectoriali sunt purtători ai interacțiunii slabe
Pentru prima dată, au fost observate interacțiuni slabe în timpul dezintegrarii nucleelor atomice. Și, după cum s-a dovedit, aceste dezintegrari sunt asociate cu transformarea unui proton într-un neutron în nucleu și invers:
r? n + e+ + ?e, n ? p + e- + e,
unde n este un neutron, p este un proton, e- este un electron, ??e este un electron antineutrin.
Particulele elementare sunt de obicei împărțite în trei grupuri:
) fotoni; acest grup este format dintr-o singură particulă - un foton - un cuantum de radiație electromagnetică;
) leptoni (din grecescul „leptos” - lumină), participând numai la interacțiuni electromagnetice și slabe. Leptonii includ neutrinul electron și muon, electronul, muonul și leptonul greu descoperit în 1975 - t-leptonul sau taonul, cu o masă de aproximativ 3487me, precum și antiparticulele corespunzătoare. Numele de leptoni se datorează faptului că masele primilor leptoni cunoscuți erau mai mici decât masele tuturor celorlalte particule. Leptonii includ și neutrinul secret, a cărui existență a fost, de asemenea, stabilită recent;
) hadroni (din grecescul „adros” - mare, puternic). Hadronii au interacțiuni puternice împreună cu cele electromagnetice și slabe. Dintre particulele discutate mai sus, acestea includ protonii, neutronii, pionii și kaonii.
Proprietățile interacțiunii slabe
Interacțiunea slabă are proprietăți distinctive:
Toți fermionii fundamentali participă la interacțiunea slabă
Operația P schimbă semnul oricărui vector polar
Operația de inversare spațială transformă sistemul într-unul simetric în oglindă. Simetria oglinzii este observată în procese sub influența interacțiunilor puternice și electromagnetice. Simetria în oglindă în aceste procese înseamnă că în stările simetrice în oglindă tranzițiile sunt realizate cu aceeași probabilitate.
G. ? Yang Zhenning, Li Zongdao a primit Premiul Nobel pentru Fizică. Pentru studiile sale aprofundate ale așa-numitelor legi de paritate, care au condus la descoperiri importante în domeniul particulelor elementare.
Pe lângă paritatea spațială, interacțiunea slabă nu păstrează, de asemenea, paritatea combinată spațiu-sarcină, adică singura interacțiune cunoscută încalcă principiul invarianței CP
Simetria de sarcină înseamnă că, dacă există vreun proces care implică particule, atunci când acestea sunt înlocuite cu antiparticule (conjugarea sarcinii), procesul există și el și are loc cu aceeași probabilitate. Simetria sarcinii este absentă în procesele care implică neutrini și antineutrini. În natură, există doar neutrini stângaci și antineutrini dreptaci. Dacă fiecare dintre aceste particule (pentru certitudine, considerăm neutrinul electron? e și antineutrinul e) este supusă operației de conjugare a sarcinii, atunci ele se vor transforma în obiecte inexistente cu numere de leptoni și helicități.
Astfel, în interacțiunile slabe, invarianța P și C sunt încălcate simultan. Totuși, ce se întâmplă dacă două operații consecutive sunt efectuate pe un neutrin (antineutrin)? P- și C-transformări (ordinea operațiilor nu este importantă), apoi obținem din nou neutrini care există în natură. Secvența de operații și (sau în ordine inversă) se numește transformare CP. Rezultatul transformării CP (inversie combinată) a lui ?e și e este următorul:
Astfel, pentru neutrini și antineutrini, operația care transformă o particulă într-o antiparticulă nu este o operație de conjugare a sarcinii, ci o transformare CP.
Istoria studiului
Studiul interacțiunilor slabe a continuat o perioadă lungă de timp.
În 1896, Becquerel a descoperit că sărurile de uraniu emit radiații penetrante (degradarea γ a toriului). Acesta a fost începutul studiului interacțiunilor slabe.
În 1930, Pauli a înaintat ipoteza că în timpul dezintegrarii, împreună cu electronii (e), sunt emise particule neutre? neutrin (?). În același an, Fermi a propus o teorie cuantică a câmpului a dezintegrarii β. Dezintegrarea unui neutron (n) este o consecință a interacțiunii a doi curenți: curentul hadronic transformă un neutron într-un proton (p), curentul leptonic produce o pereche electron + neutrini. În 1956, Reines a observat pentru prima dată reacția lui er? ne+ în experimente în apropiere reactor nuclear.
Lee și Yang au explicat paradoxul în dezintegrarea mezonilor K+ (? ~ ? mister)? dezintegrarea în 2 și 3 pioni. Este asociat cu neconservarea parității spațiale. Asimetria în oglindă a fost descoperită în dezintegrarea β a nucleelor, în dezintegrarea muonilor, pionilor, mezonilor K și hiperonilor.
În 1957, Gell-Mann, Feynman, Marshak și Sudarshan au propus o teorie universală a interacțiunii slabe bazată pe structura cuarci a hadronilor. Această teorie, numită Teoriile V-A, a condus la descrierea interacțiunii slabe folosind diagrame Feynman. În același timp, au fost descoperite fenomene fundamental noi: încălcarea invarianței CP și curenții neutri.
În anii 1960 de Sheldon Lee Glashow
În anii 1991-2001, la acceleratorul LEP2 (CERN) a fost efectuat un studiu al dezintegrarii bosonilor Z0, care a arătat că în natură există doar trei generații de leptoni: ?e, ?? Şi??.
Rol în natură
interacțiunea nucleară este slabă
Cel mai frecvent proces cauzat de interacțiunea slabă este dezintegrarea b a nucleelor atomice radioactive. Fenomenul de radioactivitate<#"justify">Lista literaturii folosite
1. Novozhilov Yu.V. Introducere în teoria particulelor elementare. M.: Nauka, 1972
Okun B. Interacțiunea slabă a particulelor elementare. M.: Fizmatgiz, 1963
Cititorul este familiarizat cu forțe de natură diferită care se manifestă în interacțiuniîntre corpuri. Dar tipuri fundamental diferite interacțiuni foarte putin. În afară de gravitație, care joacă un rol semnificativ doar în prezența unor mase uriașe, atunci se cunosc doar trei tipuri de interacțiuni: puternic, electromagnetice și slab.
Electromagnetic interacțiuni toată lumea știe. Datorită acestora, emite o sarcină electrică care se mișcă neuniform (să zicem, un electron într-un atom). unde electromagnetice(ex. lumină vizibilă). Toate procesele chimice sunt asociate cu această clasă de interacțiuni, precum și toate fenomenele moleculare - tensiune superficială, capilaritate, adsorbție, fluiditate. Electromagnetic interacțiuni, a căror teorie este confirmată strălucit de experiență, sunt profund legate de sarcina electrică elementar particule.
Puternic interacțiuni a devenit cunoscută abia după descoperirea structurii interne a nucleului atomic. În 1932 s-a descoperit că este format din nucleoni, neutroni și protoni. Și exact puternic interacțiuni conectați nucleonii în nucleu - sunt responsabili pentru forțele nucleare, care, spre deosebire de cele electromagnetice, sunt caracterizate printr-un interval de acțiune foarte scurt (aproximativ 10-13, adică o zece trilionime dintr-un centimetru) și o intensitate ridicată. Pe langa asta, puternic interacțiuni apar în timpul coliziunilor particule energii înalte care implică pioni și așa-numitele „ciudate” particule.
Este convenabil să se estimeze intensitatea interacțiunilor folosind așa-numita cale liberă medie particuleîntr-o anumită substanță, adică De medie felul în care particulă poate trece prin această substanță până când apare o coliziune distructivă sau puternic deformatoare. Este clar că ce lungime mai mare cale liberă, cu atât interacțiunea este mai puțin intensă.
Dacă luăm în considerare particule energie foarte mare, apoi ciocniri cauzate de puternice interacțiuni, sunt caracterizate de calea liberă particule, corespunzând în ordinea mărimii la zeci de centimetri în cupru sau fier.
Situația este diferită cu slab interacțiuni. După cum am spus deja, calea liberă medie a neutrinilor în materia densă este măsurată în unități astronomice. Acest lucru indică o intensitate surprinzător de scăzută a interacțiunilor slabe.
Orice proces interacțiuni elementar particule caracterizat printr-un anumit timp care determină durata medie a acestuia. Procese cauzate de slab interacțiuni, sunt adesea numite „încete”, deoarece timpul pentru ei este relativ lung.
Cititorul poate fi surprins, totuși, că un fenomen care are loc în, să zicem, 10-6 (o milioneme din a) secundă este clasificat drept lent. Această durată de viață este tipică, de exemplu, pentru dezintegrarea unui muon cauzată de slab interacțiuni. Dar totul se învață prin comparație. în lume elementar particule o astfel de perioadă de timp este într-adevăr destul de lungă. Unitatea naturală de lungime în microcosmos este de 10-13 centimetri - raza de acțiune a forțelor nucleare. Și încă din primară particule energia mare are o viteză apropiată de viteza luminii (aproximativ 1010 centimetri pe secundă), atunci scala de timp „normală” pentru ele va fi de 10-23 de secunde.
Aceasta înseamnă că timpul de 10-6 secunde pentru „cetățenii” microlumii este mult mai lung decât pentru tine și pentru mine întreaga perioadă de existență a vieții pe Pământ.
INTERACȚIUNE SLABĂ- una dintre cele patru fundații cunoscute. interacțiuni intre . S.v. mult mai slab decât puternic și el-magnetic. interacțiuni, dar mult mai puternice decât cele gravitaționale. În anii 80 S-a stabilit că slab şi el-magn. interacțiuni - dif. manifestări ale unui singur interacțiune electroslabă.
Intensitatea interacțiunilor poate fi judecată după viteza proceselor pe care le provoacă. De obicei, ratele proceselor sunt comparate între ele la energii de GeV, caracteristice fizicii particulelor elementare. La astfel de energii, procesul cauzat de interacțiunea puternică are loc în timp s, el-magn. proces în timp, timpul caracteristic proceselor care au loc datorită energiei solare. (procese slabe), mult mai mult:c, astfel că în lumea particulelor elementare procesele slabe decurg extrem de lent.
O altă caracteristică a interacțiunii sunt particulele din materie. Particulele care interacționează puternic (hadronii) pot fi reținute de o placă de fier de mai multe grosimi. zeci de centimetri, în timp ce un neutrin, care nu posedă decât o viteză puternică, ar trece, fără să experimenteze o singură coliziune, printr-o placă de fier cu o grosime de aproximativ un miliard de km. Gravitația este și mai slabă. interacțiune, a cărei putere la o energie de ~1 GeV este de 10 33 de ori mai mică decât cea a lui S. v. Cu toate acestea, de obicei rolul gravitației. interacţiunile sunt mult mai vizibile decât rolul S. secolului. Acest lucru se datorează faptului că gravitațional interacțiunea, ca și interacțiunea electromagnetică, are o gamă de acțiune infinit de mare; prin urmare, de exemplu, forțele gravitaționale acționează asupra corpurilor situate pe suprafața Pământului. atracția tuturor atomilor care alcătuiesc Pământul. Interacțiunea slabă are o rază de acțiune foarte scurtă: cca. 2*10 -16 cm (care este cu trei ordine de mărime mai mică decât raza interacțiunii puternice). Ca urmare a acestui fapt, de exemplu, S. v. intre nucleele a doi atomi vecini situati la o distanta de 10 -8 cm este neglijabil de mic, incomparabil mai slab nu numai decat cel electromagnetic, ci si cel gravitational. interacțiunile dintre ele.
Cu toate acestea, în ciuda dimensiunilor reduse și a acțiunii scurte, secolul S.. joacă un rol foarte important în natură. Deci, dacă ar fi posibilă „oprirea” energiei solare, atunci Soarele s-ar stinge, deoarece procesul de transformare a unui proton într-un neutron, pozitron și neutrin ar fi imposibil, în urma căruia patru protoni se transformă în 4. El, doi pozitroni și doi neutrini. Acest proces servește ca principal sursă de energie de la Soare și de la majoritatea stelelor (vezi Ciclul hidrogenului). Procese ale secolului S.. cu emisia de neutrini sunt în general extrem de importante în evolutia stelelor, întrucât provoacă pierderi de energie de către stelele foarte fierbinți, în exploziile de supernove cu formarea de pulsari etc. Dacă nu ar exista radiații solare, muonii și mezonii, ciudați și fermecați, ar fi stabile și răspândite în particulele de materie obișnuită care se dezintegrează ca un rezultat al secolului S.. Un rol atât de mare al SE se datorează faptului că nu este supus unui număr de interdicții caracteristice puterii puternice și el-magnetice. interacțiuni. În special, S. v. transformă leptonii încărcați în neutrini și un tip (aromă) în quarci de alte tipuri.
Intensitatea proceselor slabe crește rapid odată cu creșterea energiei. Aşa, dezintegrarea neutronilor beta,Eliberarea de energie în Krom este mică (~1 MeV), durează aprox. 10 3 s, care este de 10 13 ori mai mare decât durata de viață a unui hiperon, eliberarea de energie în timpul dezintegrarii sale este de ~100 MeV. Secțiunea transversală de interacțiune cu nucleonii pentru neutrini cu o energie de ~100 GeV este de cca. de un milion de ori mai mult decât pentru neutrini cu energie ~1 MeV. Conform teoreticului Conform ideilor, creșterea secțiunii transversale va dura până la energii de ordinul mai multor. sute de GeV (în sistemul centrului de inerție al particulelor care se ciocnesc). La aceste energii și la transferuri mari de impuls, efecte asociate cu existența bozoni vectori intermediari. La distante dintre particulele care se ciocnesc mult mai mici de 2*10 -16 cm (lungimea de unda Compton a bosonilor intermediari), S.v. si el-magn. interacțiunile au aproape aceeași intensitate.
Naib. un proces comun cauzat de secolul S. - dezintegrare beta nuclee atomice radioactive. În 1934, E. Fermi a construit o teorie a dezintegrarii care implică anumite creaturi. modificările au stat la baza teoriei ulterioare a așa-numitului. sistem local universal cu patru fermioni. (Interacțiuni Fermi). Conform teoriei lui Fermi, electronul și neutrinul (mai precis) care scăpau din nucleul radioactiv nu se aflau în el înainte, ci au apărut în momentul dezintegrarii. Acest fenomen este similar cu emisia de fotoni de energie joasă (lumină vizibilă) de către atomii excitați sau fotoni de înaltă energie (quanta) de către nucleele excitate. Motivul pentru astfel de procese este interacțiunea electricității. particule cu el-magn. câmp: o particulă încărcată în mișcare creează un curent electromagnetic, care perturbă magnetul electric. domeniu; Ca rezultat al interacțiunii, particula transferă energie către cuantele acestui câmp - fotoni. Interacțiunea fotonilor cu el-magn. curentul este descris prin expresia O. Aici e- electrice elementare sarcina, care este un el-magn constant. interacțiuni (vezi constantă de interacțiune), A- operator de câmp fotonic (adică operatorul de creare și anihilare a fotonului), j em - operator de densitate el-magn. actual (Adesea, expresia pentru curent electromagnetic include și multiplicatorul e.) Toate taxele contribuie la j em. particule. De exemplu, termenul corespunzător electronului are forma:, unde este operatorul anihilării unui electron sau al nașterii unui pozitron și este operatorul nașterii unui electron sau al anihilării unui pozitron. [Pentru simplitate, nu este arătat mai sus că j um, precum și O, este un vector cu patru dimensiuni. Mai exact, ar trebui să scrieți un set de patru expresii în care - matricea Dirac,= 0, 1, 2, 3. Fiecare dintre aceste expresii este înmulțită cu componenta corespunzătoare a vectorului cu patru dimensiuni.]
Interacțiunea descrie nu numai emisia și absorbția fotonilor de către electroni și pozitroni, ci și procese precum crearea de perechi electron-pozitron de către fotoni (vezi. Nașterea cuplurilor)sau anihilare aceste perechi în fotoni. Schimb de fotoni între două sarcini. particulele duce la interacțiunea lor între ele. Ca rezultat, de exemplu, are loc împrăștierea unui electron de către un proton, care este prezentată schematic Diagrama Feynman, prezentat în Fig. 1. Când un proton din nucleu trece de la un nivel la altul, aceeași interacțiune poate duce la nașterea unei perechi electron-pozitron (Fig. 2).
Teoria dezintegrarii lui Fermi este în esență similară cu teoria el-magnetică. proceselor. Fermi a bazat teoria pe interacțiunea a doi „curenți slabi” (vezi. Actualîn teoria câmpului cuantic), dar interacționând unul cu celălalt nu la distanță prin schimbul unei particule - un cuantic de câmp (foton în cazul interacțiunii electromagnetice), ci contact. Aceasta este interacțiunea dintre patru câmpuri de fermioni (patru fermioni p, n, e și neutrino v) în timpurile moderne. notația are forma: 
. Aici G F- constanta Fermi, sau constanta interacțiunii slabe cu patru fermioni, experimentală. sensul tăierii 
erg*cm 3 (valoarea are dimensiunea pătratului lungimii, iar în unități este o constantă 
, Unde M- masa protonului), - operator de naștere a protonilor (anihilarea antiprotonului), - operatorul de anihilare a neutronilor (nașterea antineutronilor), - operatorul de naștere a electronilor (anihilarea pozitronilor), v
- operator de distrugere a neutrinilor (nașterea antineutrino). (De aici și de acum înainte, operatorii de creare și anihilare a particulelor sunt indicați prin simbolurile particulelor corespunzătoare, tastate cu caractere aldine.) Curentul care transformă un neutron într-un proton a fost numit ulterior nucleon, iar curentul - lepton. Fermi a postulat că, ca un el-magn. curent, curenții slabi sunt și vectori cu patru dimensiuni: Prin urmare, interacțiunea Fermi se numește. vector. 
Similar cu nașterea unei perechi electron-pozitron (Fig. 2), dezintegrarea unui neutron poate fi descrisă printr-o diagramă similară (Fig. 3) [antiparticulele sunt marcate cu un simbol „tilde” deasupra simbolurilor particulelor corespunzătoare. ]. Interacțiunea curenților de lepton și nucleon ar trebui să conducă la alte procese, de exemplu. la reacție 
(Fig. 4), la abur (Fig. 5) și 
etc.
Creaturi Diferența dintre curenții slabi și cei electromagnetici este că un curent slab modifică sarcina particulelor, în timp ce un curent electric modifică sarcina particulelor. curentul nu se schimbă: un curent slab transformă un neutron într-un proton, un electron într-un neutrin, iar unul electromagnetic lasă un proton ca proton, iar un electron ca un electron. Prin urmare, tokii slabe sunt numite ev. curenti incarcati. Conform acestei terminologii, un magnet electric obișnuit. curentul ei este curent neutru.
Teoria lui Fermi s-a bazat pe rezultatele a trei studii diferite. domenii: 1) experimental. cercetarea secolului S. propriu-zis (-decădere), care a condus la ipoteza existenței neutrinilor; 2) experiment. cercetarea asupra forței puternice (), care a condus la descoperirea protonilor și neutronilor și la înțelegerea faptului că nucleele sunt formate din aceste particule; 3) experiment. si teoretic cercetare el-magnetică interacțiuni, în urma cărora s-a pus bazele teoriei cuantice a câmpurilor. Dezvoltarea ulterioară a fizicii particulelor elementare a confirmat în mod repetat interdependența fructuoasă a cercetării în câmpurile puternice, slabe și el-magnetice. interacțiuni.
Teoria patru-fermionului universal sv. diferă de teoria lui Fermi în mai multe moduri și puncte. Aceste diferențe, stabilite în anii următori ca urmare a studiului particulelor elementare, s-au rezumat la următoarele.
Ipoteza că S. v. nu păstrează paritatea, a fost propus de Lee Tsung-Dao și Yang Chen Ning în 1956 cu cercetarea decăderii K-mezoni;în curând eșec R- și C-paritățile au fost descoperite experimental în dezintegrarea nucleelor [Bu Chien-Shiung și colaboratorii], în dezintegrarea muonului [R. Garwin (R. Garwin), L. Lederman (L. Lederman), V. Telegdi (V. Telegdi), J. Friedman (J. Friedman), etc.] și în dezintegrarea altor particule.
Rezumând un experiment uriaș. material, M. Gell-Mann, P. Feynman, P. Marshak și E. Sudarshan au propus în 1957 teoria universalului S. v. - așa-numita V- O-teorie. Într-o formulare bazată pe structura de cuarci a hadronilor, această teorie este că curentul total slab încărcat j u este suma curenților de lepton și de cuarc, fiecare dintre acești curenți elementari conținând aceeași combinație de matrice Dirac:
După cum sa dovedit mai târziu, încărcătorul. Curentul de lepton, reprezentat în teoria Fermi printr-un singur termen, este suma a trei termeni: 
și fiecare dintre taxele cunoscute. leptoni (electroni, muoni și lepton greu) este inclusă în taxă. curent cu dvs neutrini.
Încărca curentul hadronic, reprezentat de termenul în teoria Fermi, este suma curenților de cuarci. Până în 1992, erau cunoscute cinci tipuri de quarci , din care sunt construiți toți hadronii cunoscuți și se presupune existența unui al șaselea quark ( t Cu Q =+ 2/3). Curenții de quarci încărcați, precum și curenții de leptoni, sunt de obicei scrise ca suma a trei termeni: 
Cu toate acestea, aici sunt combinații liniare de operatori d, s, b, deci curentul încărcat cu quarc este format din nouă termeni. Fiecare dintre curenți este suma curenților vectoriali și axiali cu coeficienți egali cu unitatea.
Coeficienții a nouă curenți de quark încărcați sunt de obicei reprezentați ca o matrice 3x3, ale cărei margini sunt parametrizate prin trei unghiuri și un factor de fază care caracterizează perturbarea CP-invarianțăîn dezintegrari slabe. Această matrice se numește Kobayashi - Matrice Maskawa (M. Kobayashi, T. Maskawa).
Lagrangian S. v. curenții încărcați au forma: 
Mâncător, conjugat etc.). Această interacțiune a curenților încărcați descrie cantitativ un număr mare de procese slabe: leptonice, semi-leptonice ( 
etc.) și non-leptonice ( 
, etc.). Multe dintre aceste procese au fost descoperite după 1957. În această perioadă au fost descoperite și două fenomene fundamental noi: încălcarea invarianței CP și curenții neutri. 
Încălcarea invarianței CP a fost descoperită în 1964 într-un experiment de J. Christenson, J. Cronin, V. Fitch și R. Turley, care au observat degradarea mezonilor K° cu viață lungă în doi mezoni. Mai târziu, încălcarea invarianței CP a fost observată și în dezintegrarile semileptonice. Pentru a clarifica natura interacțiunii CP-non-invariantă, ar fi extrem de important să găsim k-l. Procesul CP-non-invariant în dezintegrari sau interacțiuni ale altor particule. În special, căutarea momentului dipol al neutronilor este de mare interes (a cărui prezență ar însemna o încălcare a invarianței în raport cu inversarea timpului, și deci, conform teoremei SRT, și CP-invarianță).
Existența curenților neutri a fost prezisă de teoria unificată a curenților slabi și electrici. interacțiuni create în anii 60. Sh. Glashow, S. Weinberg, A. Salam și alții și mai târziu au primit numele. teoria standard a interacțiunii electro-slabe. Potrivit acestei teorii, S. v. nu este o interacțiune de contact a curenților, ci are loc prin schimbul de bosoni vectori intermediari ( W + , W - , Z 0) - particule masive cu spin 1. În acest caz, bosonii realizează interacțiunea sarcinii. curenți (Fig. 6) și Z 0-bosonii sunt neutri (Fig. 7). În teoria standard, trei bosoni intermediari și un foton sunt cuante vectoriale, așa-numitele. câmpuri de gabarit, acționând la transferuri asimptotic mari ale impulsului cu patru dimensiuni ( , m z, Unde m w, mz- mase W- și bosonii Z în energie. unități) sunt complet egale. Curenții neutri au fost descoperiți în 1973 în interacțiunea neutrinilor și antineutrinilor cu nucleonii. Ulterior, au fost descoperite procesele de împrăștiere a unui neutrin muon de către un electron, precum și efectele neconservarii parității în interacțiunea electronilor cu nucleonii, cauzate de curentul neutru al electronului (aceste efecte au fost observate pentru prima dată în experimentele privind neconservarea parității în tranziții atomice efectuate la Novosibirsk de L. M. Barkov și M. S. Zolotorev, precum și în experimente privind împrăștierea electronilor pe protoni și deuteroni în SUA).
Interacțiunea curenților neutri este descrisă de termenul corespunzător în S.V.
unde este un parametru adimensional. În teoria standard (valoarea experimentală p coincide cu 1 în cadrul unui procent din acuratețea experimentală și acuratețea calculului corecții ale radiațiilor). Curentul neutru slab total conține contribuții de la toți leptonii și toți quarcii: 
Foarte proprietate importantă curenții neutri este că sunt diagonali, adică transferă leptoni (și quarci) în ei înșiși și nu în alți leptoni (quarci), ca în cazul curenților încărcați. Fiecare dintre cei 12 curenți neutri de quarci și leptoni este o combinație liniară a curentului axial cu un coeficient. eu 3şi curent vectorial cu coeficient. 
, Unde eu 3- a treia proiecție a așa-numitului. slab spin izotopic, Q- sarcina de particule și - Unghiul Weinberg.
Necesitatea existenței a patru câmpuri vectoriale de bozoni intermediari W + , W -, Z 0și foton O poate fi explicat în continuare. mod. După cum se știe, în el-magn. interacțiune electrică sarcina joacă un rol dublu: pe de o parte, este o cantitate conservată, iar pe de altă parte, este o sursă de magnetism electric. câmp care interacționează între particulele încărcate (constantă de interacțiune e). Acesta este rolul electricității. sarcina este asigurată de un gabarit, care constă în faptul că ecuațiile teoriei nu se modifică atunci când funcțiile de undă ale particulelor încărcate sunt înmulțite cu un factor de fază arbitrar în funcție de punctul spațiu-timp [local simetria U(1)], şi în acelaşi timp el-magn. câmpul, care este un câmp gauge, suferă o transformare. Transformări de grup local U(1) cu un tip de încărcare și un câmp de gabarit comută între ele (un astfel de grup se numește Abelian). Proprietatea specificată este electrică. sarcina a servit drept punct de plecare pentru construirea teoriilor și a altor tipuri de interacțiuni. În aceste teorii, cantitățile conservate (de exemplu, spin izotopic) sunt simultan surse ale anumitor câmpuri gauge care transferă interacțiuni între particule. În cazul mai multor tipuri de „încărcări” (de exemplu, proiecții diferite de spin izotopic), atunci când sunt separate. transformările nu fac naveta între ele (un grup non-abelian de transformări), rezultă că este necesar să se introducă mai multe. câmpuri de gabarit. (Se numesc multipleleți de câmpuri gauge corespunzătoare simetriilor locale non-abeliene Câmpurile Young-Mills.) În special, astfel încât izotopic. spin [la care grupul local raspunde SU(2)] a acționat ca o constantă de interacțiune, sunt necesare trei câmpuri gauge cu sarcini 1 și 0 Deoarece în secolul S.. sunt implicați curenți încărcați ai perechilor de particule 
etc., atunci se crede că aceste perechi sunt dublete ale grupului isospin slab, adică grupul SU(2). Invarianța teoriei sub transformări de grup local S.U.(2) necesită, după cum s-a menționat, existența unui triplet de câmpuri gabarite fără masă W+, W -, W 0, a cărei sursă este isospinul slab (constantă de interacțiune g). Prin analogie cu interacțiunea puternică, în care hiperîncărcare Y particule incluse în izotopic. multiplet, determinat de f-loy Q = eu 3 + Y/2(Unde eu 3- a treia proiecție isospin, a Q- electrice sarcină), împreună cu un isospin slab, se introduce o hiperîncărcare slabă. Apoi economisiți energie electrică. sarcină și isospin slab corespunde conservării hiperîncărcării slabe [grup [ U(1)]. O hiperîncărcare slabă este o sursă de câmp neutru B 0(constante de interacțiune g"). Două suprapuneri liniare reciproc ortogonale de câmpuri B°Şi W° descrie câmpul fotonic Oși câmpul Z-boson: 
Unde 
. Este mărimea unghiului care determină structura curenților neutri. De asemenea, definește relația dintre constantă g, care caracterizează interacțiunea bosonilor cu un curent slab, și constanta e, care caracterizează interacțiunea unui foton cu electricitatea. șoc electric: 
Pentru ca S. să a fost de natură cu rază scurtă de acțiune, bosonii intermediari ar trebui să fie masivi, în timp ce cuantele câmpurilor de calibrare inițiale - 
- fără masă. Conform teoriei standard, apariţia masei în bosonii intermediari are loc atunci când ruperea spontană a simetriei SU(2) X U(1)la U(1) em. Mai mult, una dintre suprapunerile de câmpuri B 0Şi W 0- foton ( O) rămâne fără masă, bosonii a- și Z dobândesc mase:
Să experimentăm. au fost date date despre curenții neutri 
. Masele aşteptate corespundeau acestuia W- și respectiv bosonii Z și
Pentru detectare W- și bosonii Z au fost special creați. instalații în care acești bosoni se nasc în timpul ciocnirilor de fascicule de înaltă energie care se ciocnesc. Prima instalație a intrat în funcțiune în 1981 la CERN. În 1983, au apărut rapoarte despre detectarea primelor cazuri de producere a bosonilor vectori intermediari la CERN. Datele despre naștere au fost publicate în 1989 W- Și Z-bosoni la ciocnitorul american proton-antiproton - Tevatron, la Laboratorul Naţional de Accelerator Fermi (FNAL). K con. anii 1980 număr întreg W- și bosonii Z observați la ciocnitorii protoni-antiprotoni de la CERN și FNAL au numărat sute.
În 1989, ciocnitoarele electron-pozitroină LEP de la CERN și SLC de la Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) au început să funcționeze. Activitatea LEP a avut un succes deosebit, unde până la începutul anului 1991 au fost înregistrate peste jumătate de milion de cazuri de producere și dezintegrare a bosonilor Z. Studiul dezintegrarilor bozonului Z a arătat că nu există în natură alți neutrini, cu excepția celor cunoscuți anterior. Masa bosonului Z a fost măsurată cu mare precizie: t z = 91,173 0,020 GeV (masa bosonului W este cunoscută cu o precizie semnificativ mai slabă: m w= 80,220,26 GeV). Studierea proprietăților W- și bosonii Z au confirmat corectitudinea ideii de bază (gauge) a teoriei standard a interacțiunii electroslabe. Cu toate acestea, pentru a testa teoria în întregime, este, de asemenea, necesar să se studieze experimental mecanismul ruperii spontane a simetriei. În cadrul teoriei standard, sursa ruperii spontane a simetriei 
este un câmp scalar izodoublet special care are un specific auto-acțiune 
, unde este o constantă adimensională, iar constanta h are dimensiunea masei 
. Energia de interacțiune minimă este atinsă la, și, prin urmare, cea mai scăzută energie. stare - vid - conține o valoare a câmpului de vid diferită de zero. Dacă acest mecanism de rupere a simetriei are loc într-adevăr în natură, atunci ar trebui să existe bosoni scalari elementari - așa-numiții. bosonul Higgs(Quantele câmpului Higgs). Teoria standard prezice existența a cel puțin unui boson scalar (trebuie să fie neutru). În versiunile mai complexe ale teoriei există mai multe. astfel de particule, iar unele dintre ele sunt încărcate (acest lucru este posibil). Spre deosebire de bosonii intermediari, masele bosonilor Higgs nu sunt prezise de teorie.
Teoria gauge a interacțiunii electroslabe este renormalizabilă: aceasta înseamnă, în special, că amplitudinile interacțiunilor slabe și el-magnetice. procesele pot fi calculate folosind teoria perturbațiilor, iar corecțiile superioare sunt mici, ca în cuanția obișnuită (vezi. Renormalizare(În contrast, teoria celor patru fermioni a vitezei variabile este nerenormalizabilă și nu este o teorie consecventă intern.)
Există teoretice modele Marea Unire, în care ca grup 
interacțiunea electroslabă și grupul SU(3)interacțiunea puternică sunt subgrupuri ale unui singur grup, caracterizate printr-o singură constantă de interacțiune gauge. În și mai multe fonduri. modele, aceste interacțiuni sunt combinate cu cele gravitaționale (așa-numitele supraunificare).
Lit.:În Ts S., Moshkovsky S. A., Beta decay, trad. din engleză, M., 1970; Weinberg S., Teorii unificate ale interacțiunii particulelor elementare, trad. din engleză, UFN, 1976, vol. 118, v. 3, p. 505; Taylor J., Gauge Theories of Weak Interactions, trad. din engleză, M., 1978; Pe drumul către o teorie unificată a câmpului. sat. art., traduceri, M., 1980; Okun L. B., Leptoni și quarci, ed. a II-a, M., 1990. L. B. Okun.