הבוזונים הללו כבדים באופן יחסי לשאר החלקיקים היסודיים. עם מסה של 80.4 ו-91.2 GeV/c2, בהתאמה, מסתם של בוזוני W ו-Z גדולה פי 100 משל הפרוטון - וכבדה יותר מאטום הברזל. מסתם של בוזוני W ו-Z חשובה מכיוון שהיא מגבילה את טווח הכוח החלש. לכוח האלקטרומגנטי, לעומת זאת, יש טווח אינסופי מכיוון שלבוזון שלו (הפוטון) אין מסה כלל.
הכוח החלש.
בוזוני W ו-Z הם הנשאים של הכוח החלש, כמו שהפוטון הוא נשא הכוח האלקטרומגנטי. בוזון W ידוע בעיקר בגלל תפקידו בהתפרקות גרעינית. לדוגמה התפרקות של קובלט-60, תהליך חשוב בהתפוצצויות סופרנובות ופצצות נייטרון:
התגובה אינה מערבת את כל הנוקליאונים של הקובלט-60, אלא משפיעה רק על אחד מ-33 הנייטרונים שלו. נייטרון זה הופך לפרוטון, ובו בזמן גם פולט אלקטרון (הנקרא חלקיק בטא בהקשר זה), ואנטי-נייטרינו:
הנייטרון אינו חלקיק יסודי אלא שילוב של קווארק למעלה אחד (u) ושני חלקיקים של קווארק למטה (d), כך שהרכבו הוא udd. למעשה, אחד מהקווארקי למטה הוא זה המגיב עם בוזון W, בהופכו לקווארק למעלה ובכך יוצר פרוטון - uud. ברמה הבסיסית ביותר, אם כך, הכוח החלש משנה את טעמו של קווארק יחיד:
ומיד אחר-כך באה ההתפרקות של ה-−W עצמו:
בכך שהוא האנטי-חלקיק של עצמו, כל הערכים הקוונטיים של בוזון Z הם אפס. משום כך, העברה של בוזון Z בין חלקיקים, הקרויה בשם זרם נייטרלי (), משאירה אותם ללא שינוי, מלבד העברת מומנטום. שלא כמו קרינת בטא, צפייה באינטראקציות זרם נייטרלי צורכת השקעה אדירה במאיצי חלקיקים ובחיישנים, הנמצאים בהישג יד רק במספר מועט של מעבדות בעולם העוסקות בפיזיקה באנרגיות גבוהות.
חיזוי הבוזונים.
בהמשך להצלחה המדהימה של האלקטרודינמיקה הקוונטית בשנות ה-50, נעשו מאמצים ליצור תאוריה דומה לכוח החלש. מאמץ זה הגיע לשיא בשנת 1968 בתאוריה מאוחדת של הכוח האלקטרומגנטי והכוח החלש, כפי שנוסחה על ידי שלדון גלאשו, סטיבן ויינברג ועבדוס סלאם, שזכו על כך בפרס נובל לפיזיקה. התאוריה האלקטרו-חלשה שלהם דרשה לא רק את קיומו של בוזון W, שהיה צריך להיות קיים כדי להסביר את התפרקות הבטא, אלא גם את התקיימות בוזון Z חדש, שטרם נצפה עדיין.
העובדה שלבוזוני W ו-Z יש מסה בעוד שלפוטונים אין הייתה אבן דרך חשובה בפיתוח התאוריה האלקטרו-חלשה. חלקיקים אלו מתוארים במדויק בתורת הכיול (SU(2, אך בוזונים בתורת כיול חייבים להיות נטולי מסה. כך לדוגמה, לפוטון אין מסה כתוצאה מכך שהאלקטרומגנטיות מתוארת על ידי תורת כיול (1)U. דרושה מכניקה מסוימת כדי לשבור את סימטריית תורת הכיול (SU(2 בכל הנודע לבוזוני W ו-Z על-מנת לתת להם מסה. הסבר אחד, מכניקת היגס, הוצע על ידי ברוט ואנגלר וקודמה על ידי פיטר היגס בשנות ה-60 המאוחרות. מכניקה זו מנבאת את קיומו של חלקיק נוסף, בוזון היגס, אשר התגלה גם הוא ב-CERN בשנת 2012.
השילוב של תיאורית הכוח (SU(2 של הכוח החלש, הכוח האלקטרומגנטי ומכניקת היגס ידועה בשם מודל גלאשו-ויינברג-סלאם. בימים אלו המודל מקובל בתור אחד מעמודי התווך של המודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים.
גילוי W ו-Z.
גילוי בוזוני W ו-Z הוא סיפור הצלחה גדול שניתן לזקוף לזכותן של מעבדות CERN. בתחילה, בשנת 1973, הגיע החיזוי של הזרם הנייטרלי על ידי התאוריה האלקטרו-חלשה. תא בועות אדיר ב-CERN, גרגמל שמו, צילם את מסלוליהם של כמה אלקטרונים שלפתע פתאום החלו לנוע בהתאמה. דבר זה פוענח כנייטרינו המגיב עם האלקטרון בהעברת בוזון Z בלתי נראה. אלמלא כך, הנייטרינו היה בלתי ניתן לגילוי, כך שההשפעה הנראית היחידה היא העברת המומנטום לאלקטרון.
גילוי חלקיקי ה-W וה-Z עצמם נאלץ לחכות לבנייתו של מאיץ חלקיקים חזק דיו כדי ליצור אותם. המכונה הראשונה מסוג זה שהייתה מוכנה לפעולה הייתה ה-SPS (סופר פרוטון סינכרוטרון) ב-CERN, היכן שאותות בוזון W ברורים נקלטו בינואר 1983 במהלך סדרת ניסויים שנוהלו על ידי קרלו רוביה וסימון ואן דר מיר. הניסויים גילו את בוזון Z מספר חודשים מאוחר יותר, במאי 1983. על תגליתם זו, רוביה וואן-דר-מר זכו בפרס נובל לפיזיקה ב-1984.
רלטיביזם
רֵלָטִיבִיזם (Relativism; מלשון 'relative', "יחסי"; בעברית: יַחְסוּתָנוּת) היא תפיסה הגורסת כי לנקודת מבט אין תוקף או אמת מוחלטת, אלא ערך יחסי בלבד הנקבע על-פי הבדלים בתפיסה ובשיקול דעת.
הנחות יסוד לרלטביזם.
רלטביזם המחזיק בשתי ההנחות הללו נקרא רלטביזם מוחלט.
רלטיביזם יחסי לעומת זאת הוא סוג מרוכך יותר של רלטביזם. הוא גורס שיש אמיתות, אך כיוון שאנחנו מוגבלים ביכולת שלנו לדעת את האמת, עלינו לפעול בצורה רלטיבסטית. רלטיבזם יחסי הוא כלי המאפשר סוג אחר של שיח. הוא מאמץ את ההנחה הראשונה, אך אינו מאמץ לגמרי את ההנחה השנייה.
מתנגדים.
רלטיביזם היא גישה שתגיד כי כל אמות מידה שתבחר תהיינה נכונות ומוצדקות ולכן תפיסה זו ספגה ביקורות רבות בעיקר בשל הפחתתה בערכי המוסר ובערכים הומאניים המוכרים לכול.
טיעון נוסף שתקף נגד רלטביזם מוחלט הוא הסתירה העצמית. אם כל אמת היא יחסית, אז גם האמת הזאת - הטיעון שכל הטענות הן יחסיות - הוא יחסי.
סטרטיגרפיה
סטרָטיגרפיה (stratum בלטינית – שכבה אופקית, graphia ביוונית – לרשום) היא ענף בגאולוגיה העוסק בתיאור סדר שכבות סלע ותיארוכן לפי לוח הזמנים הגאולוגי. סלעי משקע ימיים כאבן גיר מצטיינים בשכבתיות, אך גם סלעים יבשתיים כמו כורכר מורבדים בשכבות ואפילו סלעי בזלת שנקרשו מלבה מצטברים בשכבות. כאשר נלמד סדר השכבות במקום מסוים מוגדר החתך הסטרטיגרפי שלו. תצפיות בשכבות הסלעים משמשות בסיס לחקירת תולדות כדור הארץ, והעקרונות המונחים ביסוד הסטרטיגרפיה ושיטות הבדיקה שגובשו בענף מדעי זה מיושמות בעיקר בחיפושי נפט.
סוגי השכבות.
סטרטיגרפיה עוסקת לרוב בניתוח סלעי משקע, שכן השכבות הגאולוגיות נוצרות, בדרך-כלל, בדרך של שקיעת חומר דטריטי בתוך ימות מתוקות ומלוחות או על קרקעית ים. הסטרטיגרפיה חוקרת גם סלעים געשיים הנוצרים מקרישת לבה הנפלטת מהרי געש בעת התפרצות געשית. כך נוהגים להבחין בין שכבות הבזלת שנקרשו, המצטברות בשכבות זו על-גבי זו. השכבתיות מעידה על מספר ההתפרצויות שאירעו במקום, ולפי מרכיבי השכבה – גם על סוג החומרים שנפלטו מהר הגעש. גם סלעים מותמרים, הנוצרים מסלעי משקע ומסלעי יסוד בתנאי לחץ וטמפרטורה גבוהים, ניתנים לבחינה לאור הבדיקה השכבתית.
ענפי המשנה.
קיים מתאם בין התקופות השונות בלוח הזמנים הגאולוגי לבין חלוקת המסלע ליחידות זמן:
על-פי המאובנים שנמצאו בסלעים ניתן להבחין בסביבת ההיווצרות של הסלע בהתאם לסביבה המשוערת שבה שהה המאובן בטרם התאבן – בעל חיים, צומח או אחר – במים מתוקים, מי ים ועוד.
לאור המאובנים שנמצאו בשכבות ניתן להבחין בין סלעי משקע שנוצרו בסביבת ימית – שבדרך-כלל מצטיינים בשכבתיות, וכן בסלעים יבשתיים שבהם ניכרים רבדים בשכבות השונות. כאשר סלעי משקע מתגלים ביבשה, כמו ברכס הרים, מניחים שהסלעים נוצרו כאשר היבשה הייתה מכוסה מים.
במקביל לקביעת גיל השכבות באמצעות סטרטיגרפיה נעשה גם שימוש במדידת מגנטיות לאיתור סלעים פלאומגנטיים – סלעים ששימרו את השדה המגנטי של כדור הארץ במינרלים שיצרו אותם, וכן מחקר פלאוקלימטי – החוקר שינויי אקלים שחלו באזור בזמן נתון.
בשנת 1961 נקבעו תקנים בינלאומיים למיונים לפי שתי השיטות על ידי האיגוד הבינלאומי למדעי הגאולוגיה (IUGS – the International Union of Geological Sciences).
שימושים.
שימוש חשוב בסטרטיגרפיה הוא איתור שכבות רוויות נוזלים או גזים, כמו מים, נפט, גז טבעי או מינרלים. כאשר מתבצע קידוח לבאר מים, למציאת מקור נפט או לאיתור מרבץ מינרלים, מתקבל חתך של השכבות במקום הקידוח. לאחר ביצוע קידוחים נוספים בסביבה אפשר להעריך את מבנה השכבות הגאולוגי באותו אזור.
בדרך-כלל, נפט או גז מתגלים בסלעי משקע, כאשר הנוזל או הגז נתפס ב"מלכודת", בתחומה אין הוא יכול לצאת ובתוכה נוצר לחץ המאפשר למשאב לצאת אל פני הקרקע ללא השקעת אנרגיה באמצעות התקנת מתקן שאיבה. על-סמך חתכים שנעשו בעבר בסביבה, אפשר לקבוע היכן כדאי לבצע את הקידוחים הנוספים. את אלה ינסו לבצע בכיוונים נבחרים ועד לעומקים מוגדרים מראש לאור תוצאות קידוחי העבר. כך ניתן לאתר בסבירות רבה יותר – מים, נפט, גז או מינרל – במעמקי האדמה.
תולדות מדע הסטרטיגרפיה.
את הבסיס התאורטי של הסטרטיגרפיה הניח ניקולאוס סטנו, שהציג את עקרון הסופרפוזיציה – לפיו שכבת סלע המונחת על-גבי שכבה אחרת היא צעירה ממנה.
ניתן להרחיב את העקרון ולהחילו גם על תופעות גאולוגיות נוספות. לדוגמה, אם שבר חוצה שכבות של סלעי משקע, הרי הוא צעיר מהן. בשנת 1669 נקבע כי שרידי המאובנים שנשארו בשכבות השונות יהיו המנחים לגבי טיבה של השכבה.
ויליאם סמית, המכונה "אבי הגאולוגיה האנגלית", היה הראשון שניסה ליישם את עקרון הסופרפוזיציה בקנה-מידה רחב בסוף המאה ה-18. הוא הכין את המפה הגאולוגית הראשונה של אנגליה, ובה הצביע על התכונות המובהקות הקיימות בשכבות הסלע ועל החשיבות של המאובנים בייחוס מתאם בין הזמנים בהם נוצרו השכבות.
ויטמין
ויטמין (באנגלית: Vitamin) הוא תרכובת אורגנית, או קבוצת תרכובות אורגניות קרובות, החיונית לגוף ודרושה לו בכמויות מזעריות ושהגוף לא מסוגל לסנתז בעצמו.