عرض مصدر قوة نووية ضعيفة

{{نظرية النموذج العياري}}
'''القوة النووية الضعيفة'''<ref>[https://syr-res.com/article.php?id=1456 القوة النووية الضعيفة والبحث عن الشحنة الضعيفة للبروتونات]، الباحثون السوريون {{وصلة مكسورة|date= يوليو 2017 |bot=JarBot}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140504205241/http://syr-res.com/article.php?id=1456 |date=04 مايو 2014}}</ref><ref>[http://oloommagazine.com/Articles/ArticleDetails.aspx/?ID=28 عالمنا اللامتناظر]،مجلة العلوم {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160329135132/http://www.oloommagazine.com/Articles/ArticleDetails.aspx?ID=28 |date=29 مارس 2016}}</ref> أو '''القوة الضعيفة''' أو '''التآثر الضعيف''' هي واحدةٌ من [[قوة أساسية|القوى الأساسية الأربعة]] الموجودة في الطبيعة حسب [[فيزياء الجسيمات]]، إلى جانب ثلاث قوى أخرى هي [[تآثر قوي|التآثر القوي]]، و[[كهرومغناطيسية|التآثر الكهرومغناطيسي]]، و[[جاذبية|الجاذبية]]. تُعد القوة النووية الضعيفة القوّة المسؤولة عن [[اضمحلال نشاط إشعاعي|الاضمحلال الإشعاعي]] [[انشطار نووي|والانشطار النووي]] [[جسيم دون ذري|للجسيمات دون الذرية]]، وتُسمّى نظرية القوة النووية الضعيفة في بعض الأحيان باسم '''الديناميكا النكهية الكمية''' قياساً على مُصطلحي [[ديناميكا لونية كمية]] و[[كهروديناميكا كمية]]، لكنّ هذا المُصطلح نادر الاستخدام عملياً.<ref name="griffiths">{{استشهاد بكتاب|الأخير=Griffiths|الأول=David|عنوان=Introduction to Elementary Particles |سنة=2009|ردمك=978-3-527-40601-2|صفحات=59–60}}</ref>

تنتج القوة النووية الضعيفة عن انبعاثات أو امتصاصات [[بوزونات دبليو وزد]] طبقاً [[نظرية النموذج المعياري|للنموذج القياسي لفيزياء الجسيمات]]، وتتآثر جميع ال[[فرميون]]ات المعروفة تآثراً ضعيفاً. والفرميونات هي جُسيمات تملك خاصية [[لف مغزلي|اللف المغزلي]] ب[[عدد كم مغزلي]] قيمته نصف عدد صحيح. يُمكن أن يكون الفرميون [[جسيم أولي|جُسيماً أولياً]] مثل [[إلكترون|الإلكترون]]، ويُمكن أن يكون [[قائمة الجسيمات|جُسيماً مُركباً]] مثل [[بروتون|البروتون]]. وبما أنّ كتلة بوزونات دبليو وزد أكبر بكثير من كتلة البروتونات وال[[نيوترون]]ات، فإنّ هذا يخلق مدى قصيراً للقوة النووية الضعيفة. وتعود سبب تسمية هذا التآثر بالضعيف إلى أنّ [[شدة مجال]]ه على مدى مسافة مُعينة تكون أقل حجماً من تلك التي يصنعها التآثر القوي والتآثر الكهرومغناطيسي.

انقسمت [[تآثر كهروضعيف|قوة التآثر الكهروضعيف]] إلى قوتي التآثر الكهرومغناطيسي والقوة النووية الضعيفة خلال [[حقبة الكوارك]]. يظهر أثر القوة النووية الضعيفة في الطبيعة في ظاهرة الاضمحلال التي تُصيب مُعظم الفرميونات مع مرور الوقت، ومن الأمثلة المُهمة على ذلك [[اضمحلال بيتا]]، وكذلك إنتاج ال[[ديوتيريوم|ديوتريوم]] ومن ثمّ ال[[هيليوم]] من ذرة ال[[هيدروجين]] ممّا يؤدي إلى حدوث الاندماجات النووية في [[الشمس]]. يُمكنّنا هذا الاضمحلال من ال[[تأريخ بالكربون المشع]]، حيث أنّ النظير [[كربون-14]] يضمحلّ بوساطة القوة النووية الضعيفة إلى النظير [[نظائر النيتروجين|نيتروجين-14]].<ref>{{استشهاد بويب |مسار=https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1979/press-release/ |عنوان=The Nobel Prize in Physics 1979: Press Release |عمل=NobelPrize.org |ناشر=Nobel Media | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20171204213720/https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1979/press.html | تاريخ أرشيف = 4 ديسمبر 2017 }}</ref>

توجد ال[[كوارك]]ات - التي تُشكّل الجُسيمات المُركبة مثل البروتونات والنيوترونات - على شكل ست «نكهات»: [[كوارك علوي|علوي]]، و[[كوارك سفلي|سفلي]]، و[[كوارك غريب|غريب]]، و[[كوارك ساحر|ساحر]]، و[[كوارك قمي|قمّي]]، و[[كوارك قعري|قعري]]، وتُعطي هذه الجسيمات خواصها المُميّزة. تتفرد القوة النووية الضعيفة من حيث أنها تسمح للكواركات في تغيير نكهاتها من نكهة إلى أخرى، فمثلاً يتحول كوارك سفلي إلى آخر علوي أثناء اضمحلال بيتا ليُصبح بذلك النيوترون بروتوناً. وبالإضافة إلى ذلك فإنّ القوة النووية الضعيفة هي القوة الوحيدة بين القوى الأساسية التي تخرق [[تكافؤ (فيزياء)|التكافؤ]] وكذلك الوحيدة التي تستطيع [[خرق تناظر الشحنة والسوية|خرق تناظر الشحنة السوية]].

== التاريخ ==
اقترح الفيزيائي الإيطالي الأمريكي [[إنريكو فيرمي]] عام 1933 النظرية الأولى عن القوة النووية الضعيفة، والمعروفة باسم [[تآثر فيرمي]]. حيث أشار فيرمي في نظريته إلى أنّه يُمكن تفسير [[اضمحلال بيتا]] على أنّه تفاعل أربع فرميونات مع بعضها البعض مُتضمناً [[قوة تماس]] لا نطاق لها.<ref name="Fermi's theory">{{استشهاد بدورية محكمة| عنوان=Versuch einer Theorie der β-Strahlen. I | مؤلف=Fermi, Enrico | bibcode=1934ZPhy...88..161F | صحيفة=Zeitschrift für Physik A | سنة=1934 | المجلد=88 | العدد=3–4 | صفحات=161–177 | doi=10.1007/BF01351864}}</ref><ref name="Fermi's theory translation">{{استشهاد بدورية محكمة| عنوان=Fermi's Theory of Beta Decay | مسار=https://archive.org/details/sim_american-journal-of-physics_1968-12_36_12/page/1150 | مؤلف=Wilson, Fred L. | صحيفة=American Journal of Physics |تاريخ=ديسمبر 1968 | المجلد=36 | العدد=12 | صفحات=1150-1160 | doi=10.1119/1.1974382}}</ref>

لكنّ الوصف الأفضل لهذه القوة هو أنها [[قوة عدم التماس]] ذات نطاق محدود، وإن كان قصيراً جداً. وحّد [[شيلدون جلاشو]]، و[[محمد عبد السلام]]، و[[ستيفن واينبرج]] عام 1968 القوتين الكهرومغناطيسية والضعيفة وبيّنوا أن هاتين القوتين هما جانبين من قوة واحدة، وهي التي تُسمّى الآن القوة الكهروضعيفة.<ref>[https://www.britannica.com/science/electroweak-theory electroweak-theory - Encyclopedia Britannica] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150429122309/http://www.britannica.com/EBchecked/topic/184077/electroweak-theory |date=29 أبريل 2015}}</ref> ولم يؤكد وجود بوزونات دبليو وزد قطعاً حتى عام 1983.<ref>[https://login.cern.ch/adfs/ls/?wa=wsignin1.0&wtrealm=https%3a%2f%2fcern-discoveries.web.cern.ch%2f&wctx=rm%3d0%26id%3dpassive%26ru%3d%252fcourier%252fheavylight%252fheavylight.html%252f&wct=2020-08-11T01%3a30%3a31Z The discovery of 'heavy light'] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170819155159/http://cern-discoveries.web.cern.ch/cern-discoveries/Courier/HeavyLight/Heavylight.html |date=19 أغسطس 2017}}</ref>

== الخصائص ==
[[ملف:مخطط تفكك الكوارك بإشعاع بيتا.svg|تصغير|upright=1.5|مُخطط يُظهر احتماليّة اضمحلال كوارك إلى كوارك آخر.]]

للقوة النووية الضعيفة خصائصٌ تُميّزها عن القوى الأساسية الأخرى، وهي:

# أنها القوة الوحيدة القادرة على تغيير نكهة الكواركات.
# أنها القوة الوحيدة التي تخرق [[تكافؤ (فيزياء)|التكافؤ]] وتستطيع [[خرق تناظر الشحنة والسوية|خرق تناظر الشحنة السوية]].
# تُحمل هذه القوة بوساطة جُسيمات ناقلة تُعرف باسم [[بوزون عياري|بوزون مقياس]]، وتختلف عن بقيّة القوى من حيث أنّ الجسيمات الناقلة لها تكون ذات كتل هائلة، على العكس من بقية الجسيمات الناقلة التي تكون بلا كتلة، ويُمكن تفسير هذه الميّزة في النموذج القياسي بوساطة [[آلية هيغز]].

تمتاز هذه الجسيمات الناقلة بقصر أجلها بسبب كتلتها الكبيرة التي تُعادل حوالي 90 غيغا [[إلكترون فولت]]/س<sup>2</sup>، حيث س تمثل [[سرعة الضوء]]،<ref name="PDG">{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف=W.-M. Yao ''et al''. (Particle Data Group)  |سنة=2006 |عنوان=Review  of Particle Physics: Quarks |مسار=https://pdg.lbl.gov/2006/tables/qxxx.pdf |صحيفة=Journal of Physics G |المجلد=33  |صفحة=1  |doi=10.1088/0954-3899/33/1/001 |arxiv = astro-ph/0601168 |bibcode = 2006JPhG...33....1Y | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170125085039/http://pdg.lbl.gov/2006/tables/qxxx.pdf | تاريخ أرشيف = 25 يناير 2017 }}</ref> حيث أنّ مدى حياة هذه الجسيمات - التي تُعرف باسم [[بوزونات دبليو وزد]] - أقل من 1 × 10<sup>- 24</sup> ثانية فقط.<ref>{{استشهاد بكتاب |عنوان=Story of the W and Z |مؤلف=Peter Watkins |ناشر=Cambridge University Press |مكان=Cambridge |مسار=http://books.google.co.uk/books?id=J808AAAAIAAJ&pg=PA70 |صفحة=70 |سنة=1986 |ردمك=978-0-521-31875-4| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20150103231641/http://books.google.co.uk/books?id=J808AAAAIAAJ&pg=PA70 | تاريخ أرشيف = 3 يناير 2015 }}</ref> للقوة النووية الضعيفة [[ثابت ربط]] (وهو مؤشر على قوة التآثر) يتراوح مقداره بين 10<sup>- 7</sup> و10<sup>- 6</sup>، بينما يبلغ ثابت ربط التآثر القوي حوالي 1، أما للقوة الكهرومغناطيسية فيبلغ حوالي 10<sup>- 2</sup>،<ref name="coupling">{{استشهاد بويب |مسار=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Forces/couple.html |عنوان=Coupling Constants for the Fundamental Forces |عمل=HyperPhysics | ناشر =Georgia State University | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180926215819/http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu:80/hbase/Forces/couple.html | تاريخ أرشيف = 26 سبتمبر 2018 }}</ref> وبالتالي فإنّ القوة النووية الضعيفة ضعيفة من حيث القوة.<ref name="physnet"/> كما أنّ مدى القوة النووية الضعيفة قصيرٌ جداً (حوالي 10<sup>- 17</sup> إلى 10<sup>- 16</sup> متر)،<ref name="physnet">{{استشهاد بويب |مسار=http://physnet2.pa.msu.edu/home/modules/pdf_modules/m281.pdf |عنوان=The Weak Interaction |مؤلف=J. Christman |ناشر=Michigan State University |عمل=Physnet |سنة=2001| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20120316145606/http://physnet2.pa.msu.edu/home/modules/pdf_modules/m281.pdf | تاريخ أرشيف = 16 مارس 2012 |حالة المسار=dead}}</ref> فعندما تكون المسافة حوالي 10<sup>- 18</sup> متر تكون قوة القوة النووية الضعيفة مُماثلةً للقوة الكهرومغناطيسية، ولكن على مسافة حوالي 3 × 10<sup>- 17</sup> متر تكون قوة القوة النووية الضعيفة أضعف بعشرة آلاف مرة من نظيرتها الكهرومغناطيسية.<ref>{{استشهاد بويب |مسار=http://www.particleadventure.org/electroweak.html |عنوان=Electroweak |عمل=The Particle Adventure |ناشر=Particle Data Group | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20181008025901/http://particleadventure.org:80/electroweak.html | تاريخ أرشيف = 8 أكتوبر 2018 }}</ref>

تؤثر القوة النووية الضعيفة على جميع الفرميونات في النموذج القياسي، فضلاً عن تأثيرها على [[بوزون هيغز]]، حيث أنّ ال[[نيوترينو]]ات تتآثر بوساطة الجاذبية والقوة النووية الضعيفة فقط، وهي التي كانت السبب الأساسي في تسمية القوة النووية الضعيفة بهذا الاسم.<ref name="physnet"/> لا علاقة للقوة النووية الضعيفة [[طاقة الارتباط|بطاقة الارتباط]]، بَيْد أنّ الجاذبية تُشكّل مصدراً لهذه الطاقة على المستوى الفلكي، والقوة الكهرومغناطيسية على المستوى الذري، والتآثر القوي على المستوى النووي.<ref name="greiner">{{استشهاد بكتاب |مسار=http://books.google.co.uk/books?id=yWTcPwqg_00C |عنوان=Gauge Theory of Weak Interactions |مؤلف1=Walter Greiner |مؤلف2=Berndt Müller |ناشر=Springer |صفحة=2 |سنة=2009 |ردمك=978-3-540-87842-1| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20141129143829/http://books.google.co.uk/books?id=yWTcPwqg_00C | تاريخ أرشيف = 29 نوفمبر 2014 }}</ref>

أهمُّ ما يُميّز القوة النووية الضعيفة هو خاصيّتها الأولى المُتمثلة في تغيير نكهات الكواركات. ف[[نيوترون|النيوترون]] على سبيل المثال أثقلُ من ال[[بروتون]]، لكنّه لا يستطيع أن يتحول إلى بروتون إلا بتغيير نكهة (نوع) أحد كواركيْه السفليين ليصبح كواركاً علوياً وبذلك يصير بروتوناً، ولا يُمكن أن تتم هذه العملية بوساطة التآثر القوي ولا بوساطة القوة الكهرومغناطيسية، بل تتم بوساطة '''الاضمحلال الضعيف''' الذي يتسبب في عدم استقرار جميع ال[[ميزون]]ات.<ref>Cottingham & Greenwood (1986, 2001), p.29</ref> ولولا وجود القوة النووية الضعيفة ما استطاعت ال[[كوارك]]ات تغيير نكهاتها، وبالتالي كانت خصائص الكواركات ستُحفظ دون تغيير في جميع التفاعلات. فأثناء عملية [[اضمحلال بيتا]] يتحول [[كوارك سفلي]] في النيوترون إلى [[كوارك علوي]] من خلال إطلاق [[جسيم افتراضي]] يُدعى بوزون (W<sup>-</sup>)، الذي يتحول بعد ذلك إلى [[إلكترون]] و[[نيوترينو|نقيض نيوترينو إلكتروني]].<ref name="Cott28"/>

الاضمحلال الضعيف أقلُّ حصولاً في الطبيعة من القوي أو الكهرومغناطيسي بسبب ضخامة كتلة البوزون، وبالتالي فإنّه أقل سرعة أيضاً. فال[[بيون]] المُتعادل على سبيل المثال يضمحلّ كهرومغناطيسياً، لذا فإنّ دورة حياته تُقارب 10<sup>- 16</sup> ثانية فقط، بينما يعيش البيون المشحون (الذي يضمحلّ بوساطة القوة النووية الضعيفة) قُرابة 10<sup>- 8</sup> ثانية، أي أطول بمائة مليون مرة من نظيره المُتعادل.<ref name="Cottingham30">Cottingham & Greenwood (1986, 2001), p.30</ref> وكذلك يعيش النيوترون الحر (الذي يضمحلّ أيضاً بوساطة القوة النووية الضعيفة) حوالي 15 دقيقة.<ref name="Cott28">Cottingham & Greenwood (1986, 2001), p.28</ref>

=== اللف النظائري الضعيف ===
{| style="float:left; margin:0 1em 0em 0;" class="wikitable"
|+''' الفرميونات العسراء في النموذج القياسي '''.<ref name="baez">{{استشهاد بدورية محكمة|الأول1=John C. |الأخير1=Baez |مؤلف1-وصلة=John C. Baez |الأول2=John |الأخير2=Huerta |سنة=2009 |عنوان=The Algebra of Grand Unified Theories|مسار= http://math.ucr.edu/~huerta/guts/node9.html |bibcode=2009arXiv0904.1556B |المجلد=0904 |صفحات=483–552 |arxiv=0904.1556 |صحيفة=Bull.Am.Math.Soc. |مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20180814115930/http://math.ucr.edu:80/~huerta/guts/node9.html|تاريخ أرشيف=2018-08-14|حالة المسار=live}}</ref>
|-
!colspan="3" |الجيل الأول
!colspan="3" |الجيل الثاني
!colspan="3" |الجيل الثالث
|- style="background:#fdd;"
!الفرميون
!الرمز
!اللف النظائري <br /> الضعيف
!الفرميون
!الرمز
!اللف النظائري <br /> الضعيف
!الفرميون
!الرمز
!اللف النظائري <br /> الضعيف
|-
|style="background:#efefef"|[[إلكترون]]
|<math>e^-\,</math>
|<math>-1/2\,</math>
|style="background:#efefef"|[[ميوون]]
|<math>\mu^-\,</math>
|<math>-1/2\,</math>
|style="background:#efefef"|[[تاوون]]
|<math>\tau^-\,</math>
|<math>-1/2\,</math>
|-
|style="background:#efefef"|[[إلكترون نيوترينو]]
|<math>\nu_e\,</math>
|<math>+1/2\,</math>
|style="background:#efefef"|[[ميوون نيترينو]]
|<math>\nu_\mu\,</math>
|<math>+1/2\,</math>
|style="background:#efefef"|[[تاو نيترينو]]
|<math>\nu_\tau\,</math>
|<math>+1/2\,</math>
|-
|style="background:#efefef"|[[كوارك علوي]]
|<math>u\,</math>
|<math>+1/2\,</math>
|style="background:#efefef"|[[كوارك ساحر]]
|<math>c\,</math>
|<math>+1/2\,</math>
|style="background:#efefef"|[[كوارك قمي]]
|<math>t\,</math>
|<math>+1/2\,</math>
|-
|style="background:#efefef"|[[كوارك سفلي]]
|<math>d\,</math>
|<math>-1/2\,</math>
|style="background:#efefef"|[[كوارك غريب]]
|<math>s\,</math>
|<math>-1/2\,</math>
|style="background:#efefef"|[[كوارك قعري]]
|<math>b\,</math>
|<math>-1/2\,</math>
|-
| colspan="9" style="text-align:center;"|قيمة اللف النظائري الضعيف لجميع الجسيمات المضادة العسراء يساوي صفر.<br /> الجسيمات المضادة اليمنى تملك قيمة اللف النظائري الضعيف المُعاكسة.
|}

لدى جميع الجُسيمات خاصيةٌ تُدعى [[لف نظائري ضعيف|اللف النظائري الضعيف]] (T<sub>3</sub>)، وهي [[عدد كمي]] يتحكم في كيفية تآثر الجُسيم تآثراً ضعيفاً، أي أنّه بمثابة [[شحنة كهربائية|الشحنة الكهربائية]] في التآثر الكهرومغناطيسي أو [[شحنة لونية|الشحنة اللونية]] في التآثر القوي. تكون قيمة اللف النظائري الضعيف في جميع ال[[فرميون]]ات +{{كسر مائل|1|2}}، كما هو الحال في الكوارك العلوي، أو -{{كسر مائل|1|2}} كما هو الحال في الكوارك السفلي على سبيل المثال. ولا يُمكن أن يضمحلّ كوارك إلى كوارك آخر له نفس قيمة اللف النظائري الضعيف بوساطة القوة النووية الضعيفة، بل يُشترط اختلاف الإشارة بين القيمتين حتى يحصل الاضمحلال.

اللف النظائري الضعيف محفوظٌ في التفاعلات كافّة، حيث يكون مجموع قيم اللف النظائري للجسيمات الداخلة في التفاعل مُساوٍ لمجموع قيم اللف النظائري للجسيمات الخارجة من التفاعل. فمثلاً يضمحلّ ال[[بيون]] الأعسر - عدد اللف النظائري له 1 - إلى [[ميوون نيترينو]] (+{{كسر مائل|1|2}}) و[[ميوون]] (+{{كسر مائل|1|2}}).<ref name="Cottingham30"/>

== أنواع التآثر ==
هناك نوعان من القوة النووية الضعيفة: النوع الأول يُدعى [[تيار مشحون|تآثر التيار المشحون]]، وذلك لأنه يحدث بوساطة جسيمات تحمل [[شحنة كهربائية]] (بوزونات دبليو الموجبة أو السالبة)، وهو المسؤول عن ظاهرة اضمحلال بيتا. أمّا النوع الثاني فيُدعى [[تيار محايد|تآثر التيار المحايد]]، وذلك لأنه يحدث بوساطة جسيمات مُتعادلة كهربائياً (بوزونات زد).

=== تآثر التيار المشحون ===
[[ملف:Beta Negative Decay.svg|تصغير|يسار|200px|[[مخطط فاينمان]] لاضمحلال نيوترون إلى بروتون وإلكترون ونقيض نيوترينو إلكتروني بوساطة بوزون دبليو سالب الشحنة. ]]
من الأمثلة على تآثر التيار المشحون هو ما يحدث عندما يحصل [[لبتون (فيزياء)|ليبتون]] مشحون (مثل ال[[إلكترون]] أو ال[[ميوون|ميون]] ذويْ الشحنة -1) على [[بوزونات دبليو وزد|بوزون دبليو]] ذي الشحنة +1 ليصير بذلك [[نيوترينو]] (شحنته صفر) مُناظراً لليبتون، حيث أنّ نوع النيوترينو (إلكترون أو ميون أو تاو) يكون نفس نوع الليبتون الذي تآثر. مثل:
:<math>\mu^-+ W^+\to \nu_\mu</math>

ومن الأمثلة على ذلك أيضاً إمكانية تُحوّل كوارك سفلي (ذي الشحنة −{{كسر مائل|3}}) إلى كوارك علوي (ذي الشحنة +{{كسر مائل|2|3}}) عن طريق التخلص من بوزون دبليو سالب الشحنة أو الحصول على بوزون دبليو موجب الشحنة. كما يُمكن أن يتخلص كوارك علوي من بوزون دبليو موجب الشحنة أو أن يحصل على بوزون دبليو سالب الشحنة ليصير كواركاً سفلياً:
:<math>d \to u+ W^-</math>
:<math>d+ W^+\to u </math>
:<math>c\to s + W^+</math>
:<math>c+ W^-\to s</math>

وبما أنّ بوزونات دبليو غير مُستقرة فإنّ دورة حياتها تكون قصيرةً جداً وتضمحلّ سريعاً، مثل:
:<math>W^-\to e^- + \bar\nu_e~</math>
:<math>W^+\to e^+ + \nu_e~</math>
ويُمكن أن تضمحلّ بوزونات دبليو إلى جُسيمات أخرى، لكن باحتمالات مُتفاوتة.<ref name="PDG2">{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف=K. Nakamura ''et al''. (Particle Data Group)  |سنة=2010 |عنوان=Gauge and Higgs Bosons |مسار=https://pdg.lbl.gov/2010/tables/rpp2010-sum-gauge-higgs-bosons.pdf |صحيفة=Journal of Physics G |المجلد=37| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170215175656/http://pdg.lbl.gov/2010/tables/rpp2010-sum-gauge-higgs-bosons.pdf | تاريخ أرشيف = 15 فبراير 2017 }}</ref>

يتمثّل تآثر التيار المشحون أيضاً فيما يُعرف باضمحلال بيتا لل[[نيوترون]]، حيث يتخلص كوارك سفلي داخل النيوترون من بوزون دبليو سالب ليصير كواركاً علوياً، وليصير النيوترون بذلك بروتوناً. وبسبب الطاقة المُشاركة في العملية (أي فرق الكتلة بين الكوارك السفلي والعلوي) فإنّ بوزون دبليو السالب لا يُمكن أن يتحول سوى إلى إلكترون ونقيض نيوترينو إلكتروني.<ref name="PDG3">{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف=K. Nakamura ''et al''. (Particle Data Group) |سنة=2010 |عنوان= n |مسار=https://pdg.lbl.gov/2010/listings/rpp2010-list-n.pdf |صحيفة=Journal of Physics G |المجلد=37 |صفحة=7| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20181003230501/http://pdg.lbl.gov/2010/listings/rpp2010-list-n.pdf | تاريخ أرشيف = 3 أكتوبر 2018 }}</ref> يُمكن تمثيل هذه العملية هكذا:
:<math>d\to u+ e^- + \bar\nu_e~</math>

=== تآثر التيار المحايد ===
يتخلص الكوارك أو الليبتون من [[بوزونات دبليو وزد|بوزون زد]] عديم الشحنة أو يحصلان عليه في تآثر التيار المحايد، مثل:
:<math>e^-\to e^- + Z^0</math>

ويضمحلّ بوزون زد سريعاً حاله حال بوزون دبليو،<ref name="PDG2"/> مثل:
:<math>Z^0\to b+\bar b</math>

== نظرية التآثر الكهروضعيف ==
[[ملف:CERN LHC Tunnel1.jpg|تصغير|نفق مصادم الهادرونات الكبير (LHC) في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN): دراسة التآثر الكهروضعيف واكتشاف بوزون هيغز المسؤول عن اكتساب الجسيمات لكتلتها]]
يصف النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات التآثرين الكهرومغناطيسي والضعيف على أنهما وجهان لقوة واحدة هي [[تآثر كهروضعيف|قوة التآثر الكهروضعيف]]، وهي نظرية ظهرت لأول مرة قرابة عام 1968 على يد [[شيلدون جلاشو]]، و[[محمد عبد السلام]]، و[[ستيفن واينبرج]]، وحصل الثلاثة على [[جائزة نوبل في الفيزياء]] عام 1979 تكريماً لعملهم.<ref>{{استشهاد بويب |ناشر=Nobel Media |عمل=NobelPrize.org |عنوان=The Nobel Prize in Physics 1979 |مسار=https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1979/summary/ | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180813044705/https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1979/ | تاريخ أرشيف = 13 أغسطس 2018 }}</ref> وتوفر [[آلية هيغز]] تفسيراً لوجود [[بوزون عياري|البوزونات المقياسية]] الثلاثة الضخمة ([[حامل القوة|الحاملات]] الثلاثة للقوة النووية الضعيفة) وال[[فوتون]] عديم الكتلة في [[كهرومغناطيسية|التآثر الكهرومغناطيسي]].<ref name="PDGHiggs">{{استشهاد بدورية محكمة
 |مؤلف=C. Amsler ''et al.'' (Particle Data Group)
 |سنة=2008
 |عنوان=Review of Particle Physics – Higgs Bosons: Theory and Searches
 |مسار=https://pdg.lbl.gov/2008/reviews/higgs_s055.pdf
 |صحيفة=Physics Letters B
 |المجلد=667 |صفحة=1
 |doi= 10.1016/j.physletb.2008.07.018
|bibcode = 2008PhLB..667....1P | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20181003190309/http://pdg.lbl.gov/2008/reviews/higgs_s055.pdf | تاريخ أرشيف = 3 أكتوبر 2018 }}</ref>

وفقاً لهذه النظرية، فإنّه لدى الكون عندما تكون مُستويات الطاقة عاليةً جداً أربع مجالات لبوزونات مقياس عديمة الكتلة، لكن عندما تكون مُستويات الطاقة مُنخفضةً فإنّ التناظر القياسي يُكسر تلقائياً مُتسبباً في إنتاج ثلاثة بوزونات عديمة ال[[كتلة]]، لكنّ هذه البوزونات تتآثر مع ثلاث مجالات شبيهة بمجال الفوتون (من خلال آلية هيغز) لتحصل على كتلتها. هذه المجالات الثلاثة تُصبح بوزون دبليو الموجب والسالب وبوزون زد في القوة النووية الضعيفة، في حين أنّ المجال الرابع يظلّ عديم الكتلة وهو الفوتون في التآثر الكهرومغناطيسي.<ref name="PDGHiggs"/>

وضعت هذه النظرية عدة تنبؤات، منها التنبؤ بكتلة بوزونات دبليو وزد قبل اكتشافها. وفي 4 يوليو 2012 أعلن فريقا [[تجربة أطلس|أطلس]] و[[لولب مركب للميون|سي إم إس]] في [[مصادم الهدرونات الكبير]] بشكلٍ مُستقلٍ الاكتشاف الرسمي لبوزون لم يكن معروفاً مُسبقاً تتراوح كتلته بين 125 - 127 إلكترون فولت/س<sup>2</sup> ويتوافق سلوكه إلى حد كبير مع [[بوزون هيغز]]، لكنهم كانوا بحاجة إلى المزيد من البيانات والتحاليل للتأكد قبل الإعلان عن أنّ هذا البوزون هو بالفعل بوزون هيغز. وفي 14 مارس 2013 أُكِّد وجود بوزون هيغز مبدئياً.<ref>{{استشهاد بويب|مسار=https://home.cern/news/news/physics/new-results-indicate-new-particle-higgs-boson |عنوان=New results indicate that new particle is a Higgs boson &#124; CERN |ناشر=Home.web.cern.ch | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20151020000722/http://home.web.cern.ch/about/updates/2013/03/new-results-indicate-new-particle-higgs-boson | تاريخ أرشيف = 20 أكتوبر 2015 }}</ref>

== خرق التناظر ==
[[ملف:Right left helicity-ar.svg|تصغير|يسار|280px|جسيمات يُمنى وعسراء: يُمثل الحرف (p) [[زخم الحركة|زخم]] الجسيم، بينما يُمثل الحرف (S) [[لف مغزلي|لفه المغزلي]]. لاحظ عدم التماثل بين هاتين الحالتين المُتعاكستين.]]

اعتُقد لفترة طويلة أنّ [[قانون علمي|قوانين الطبيعة]] لا تتغير [[انعكاس (فيزياء)|بالانعكاس]] في مرآة، أي بعكس جميع [[فضاء إقليدي|المحاور المكانية]]، وهذا ما يُعرف ب[[قانون حفظ|قانون انحفاظ]] [[تكافؤ (فيزياء)|التكافؤ]]. أثبت هذا القانون صحته فيما يتعلّق بالجاذبية والتآثر الكهرومغناطيسي والتآثر القوي، لذا افتُرض أن يكون قانوناً كونيّاً.<ref>{{استشهاد بكتاب |عنوان=American scientists |مؤلف=Charles W. Carey |الفصل=Lee, Tsung-Dao |سنة=2006 |ناشر=Facts on File Inc. |مسار=http://books.google.co.uk/books?id=00r9waSNv1cC&pg=PA225 |صفحة=225 |ردمك=9781438108070| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20150120184524/http://books.google.co.uk/books?id=00r9waSNv1cC&pg=PA225 | تاريخ أرشيف = 20 يناير 2015 }}</ref> استمر هذا الاعتقاد حتى مُنتصف الخمسينيّات، عندما طرح [[تشين يانج]] و[[تسونج لي]] فكرة أنّ القوة النووية الضعيفة قد تخرق هذا القانون. وفي عام 1957 اكتشفت تشين شيونغ وو أن القوة النووية الضعيفة تخرق التكافؤ فعلاً، ليحصل بذلك يانج ولي على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1957.<ref>{{استشهاد بويب |ناشر=Nobel Media |عمل=NobelPrize.org |عنوان=The Nobel Prize in Physics 1957 |مسار=https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1957/summary/ | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180615032541/https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1957/ | تاريخ أرشيف = 15 يونيو 2018 }}</ref>

كانت القوة النووية الضعيفة تُفسر عن طريق [[تآثر فيرمي|نظرية فيرمي]] سابقاً، لكنّ اكتشاف خرق التكافؤ غيّر من هذا المفهوم وبات العلماء بحاجة إلى نهجٍ جديد. وفي عام 1957 جاء روبرت مارشاك وجورج سودرشان، وفي وقت لاحق [[ريتشارد فاينمان]] و[[موري جيلمان]] ب[[نظرية]] جديدة للقوة النووية الضعيفة. تحصل القوة النووية الضعيفة وفقاً لهذه النظرية على الجسيمات العسراء (أو [[جسيم مضاد|الجسيمات المضادة]] اليمنى)، فبما أنّ انعكاس جسيم أعسر في مرآة هو جسيم أيمن، إذاً فإنّ هذه النظرية نجحت في تفسير خرق التكافؤ. جاءت هذه النظرية قبل اكتشاف العلماء لبوزونات زد، لذا فإنها لم تشمل ما يحدث في تآثر التيار المحايد.

لكنّ النظرية السابقة قالت بانحفاظ الشحنة السويّة (CP). يُمثل الحرف P التكافؤ (التحول من اليسار إلى اليمين)، أمّا الحرف C فيُمثل الشحنة (التحول بين الجسيمات والجسيمات المضادة). تفاجأ الفيزيائيون مُجدداً عام 1964 حينما قدّم [[جيمس كرونين]] و[[فال فيتش]] أدلةً واضحةً بأنّ اضمحلال ال[[كاون]] يخرق تناظر الشحنة السويّة، وحازا باكتشافهما هذا على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1980.<ref>{{استشهاد بويب |ناشر=Nobel Media |عمل=NobelPrize.org |عنوان=The Nobel Prize in Physics 1980 |مسار=https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1980/summary/ | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180531223451/https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1980/ | تاريخ أرشيف = 31 مايو 2018 }}</ref> أظهر [[ماكوتو كوباياشي]] و[[توشيهيده ماساكاوا]] عام 1973 أنّ خرق تناظر الشحنة السويّة في القوة النووية الضعيفة يتطلب أكثر من [[جيل (فيزياء الجسيمات)|جيلين]] من الجسيمات،<ref name="KM">
{{استشهاد بدورية محكمة
 |مؤلف=M. Kobayashi, T. Maskawa
 |سنة=1973
 |عنوان=CP-Violation in the Renormalizable Theory of Weak Interaction
 |صحيفة=Progress of Theoretical Physics
 |المجلد=49 |العدد=2 |صفحات=652–657
 |doi=10.1143/PTP.49.652
|bibcode = 1973PThPh..49..652K }}</ref> أي أنهما تنبّأا بوجود جيل ثالث من الجسيمات لم يكن معروفاً حينها. وأدى هذا الاكتشاف إلى حصولهما على نصف جائزة نوبل في الفيزياء عام 2008.<ref>{{استشهاد بويب |ناشر=Nobel Media |عمل=NobelPrize.org |عنوان=The Nobel Prize in Physics 1980 |مسار=https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2008/summary/ | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180725112548/https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2008/ | تاريخ أرشيف = 25 يوليو 2018 }}</ref>

== انظر أيضًا ==
* [[قوة أساسية|تآثر أساسي]]
* [[ميكانيكا الكم|فيزياء الكم]]
{{تحديد}}

== المراجع ==
<div class="ltr">{{مراجع|محاذاة=نعم}}

== مصادر خارجية ==
<div style="direction: ltr;">
* {{استشهاد بكتاب
 |مؤلف=R. Oerter
 |سنة=2006
 |عنوان=The Theory of Almost Everything: The Standard Model, the Unsung Triumph of Modern Physics
 |مسار=https://archive.org/details/theoryofalmostev0000oert
 |ناشر=Plume
 |ردمك=978-0-13-236678-6
}}
* {{استشهاد بكتاب
 |مؤلف=B.A. Schumm
 |سنة=2004
 |عنوان=Deep Down Things: The Breathtaking Beauty of Particle Physics
 |مسار=https://archive.org/details/deepdownthingsbr00schu
 |ناشر=Johns Hopkins University Press
 |ردمك=0-8018-7971-X
}}
* {{استشهاد بكتاب
 | مؤلف=D.A. Bromley
 | سنة=2000
 | عنوان=Gauge Theory of Weak Interactions
 | ناشر=Springer
 |ردمك=3-540-67672-4
}}
* {{استشهاد بكتاب
 |مؤلف=G.D. Coughlan, J.E. Dodd, B.M. Gripaios
 |سنة=2006
 |عنوان=The Ideas of Particle Physics: An Introduction for Scientists
 |مسار=https://archive.org/details/ideasofparticlep0000coug_q6u9
 |طبعة=3rd
 |ناشر=Cambridge University Press
 |ردمك=978-0-521-67775-2
}}
* {{استشهاد بكتاب
 | مؤلف1=W. N. Cottingham
 | مؤلف2=D. A. Greenwood
 | عنوان=An introduction to nuclear physics
 | ناشر=Cambridge University Press
 | سنة=1986, 2001
 | طبعة=2
 | صفحة=30
 |ردمك=978-0-521-65733-4
 | مسار= http://books.google.co.uk/books?id=0VIpJPn-qWoC&pg=PA30
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20150202161610/http://books.google.co.uk/books?id=0VIpJPn-qWoC&pg=PA30
|تاريخ أرشيف=2015-02-02}}
* {{استشهاد بكتاب
 | مؤلف=D.J. Griffiths
 | سنة=1987
 | عنوان=Introduction to Elementary Particles
 | مسار=https://archive.org/details/introductiontoel0000grif_o7r4
 | ناشر=John Wiley & Sons
 |ردمك=0-471-60386-4
}}
* {{استشهاد بكتاب
 | مؤلف=G.L. Kane
 | سنة=1987
 | عنوان=Modern Elementary Particle Physics
 | مسار=https://archive.org/details/modernelementary0000kane_h0l3
 | ناشر=Perseus Books
 |ردمك=0-201-11749-5
}}
* {{استشهاد بكتاب
 | مؤلف=D.H. Perkins
 | سنة=2000
 | عنوان=Introduction to High Energy Physics
 | ناشر=Cambridge University Press
 |ردمك=0-521-62196-8
}}
</div>
{{القوى الأساسية}}
{{ضبط استنادي}}
{{النموذج المعياري للفيزياء}}
{{روابط شقيقة|commons=Weak nuclear force}}
{{فيزياء نظرية}}
{{شريط بوابات|الفيزياء|علوم|ميكانيكا الكم}}

{{شريط محتوى متميز|جيدة|النسخة=13131848|تاريخ=20 مايو 2014}}

[[تصنيف:فيزياء نووية]]
[[تصنيف:مفاهيم فيزيائية]]
[[تصنيف:نظرية الكهرضعف]]