הכוח האלקטרו-חלש

במודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים הכוח האלקטרו-חלש הוא כוח המאחד שניים מהכוחות היסודיים של הטבע: הכוח החלש והכוח האלקטרומגנטי. ביקום כיום הכוחות היסודיים הם הכוח החלש והכוח האלקטרומגנטי, אולם על פי מנגנון היגס (ראו שבירת סימטריה ספונטנית) הם מתאחדים לכוח יסודי אחד, בטמפרטורות גבוהות מאוד, מסדר גודל של  קלווין.

הכוח האלקטרו-חלש מתואר בתורת כיול עם סימטריה של . כאשר הסימטריה מושלמת (בטמפרטורות גבוהות) קיימים ארבעה נשאי כוח חסרי מסה. שבירת הסימטריה גורמת לשלושה מהם - נשאי הכוח החלש בוזוני W ו-Z - לקבל מסה, ולפוטון להישאר בוזון כיול חסר מסה של הכוח האלקטרומגנטי עם סימטריית כיול  חדשה.

תיאור מנגנון הכוח האלקטרו-חלש ושבירתו היה אבן הבניין האחרונה בתאוריה של המודל הסטנדרטי של החלקיקים היסודיים, גם אם מאז נתגלו תופעות וחלקיקים רבים נוספים, והנושא נמצא בחקירה ענפה. מנגנון השבירה דורש את הימצאותו של בוזון היגס, חלקיק שב-2012 הוכרז כי בסבירות גדולה הוא התגלה בניסויים שנערכו במאיץ החלקיקים LHC שבמרכז המחקר CERN.

היסטוריה
בתחילת המאה ה-20, כשנתגלו החלקיקים הראשונים, הכוחות שפעלו עליהם סווגו בתחילה בדרך הבאה: הכוח האלקטרומגנטי, הכוח החלש והכוח החזק. ככל שעבר הזמן, הבינו פיזיקאי החלקיקים שהכוח האלקטרומגנטי והכוח החלש אחד הם.

קשה לגלות זאת באנרגיות נמוכות, אך ככל שמאיצי החלקיקים אפשרו למדענים לעבוד בתגובות אנרגטיות יותר, היה ברור שכוחות יתאחדו באנרגיות גבוהות יותר. בוזוני הכוח (או נשאי הכוח) של הכוח החלש היו בעלי מסה אדירה. נשא הכוח של הכוח האלקטרומגנטי הוא הפוטון, שלו אין מסה. כיוון שאין לו מסה, שני מטענים חשמליים יכולים להגיב ממרחק אינסופי (אם הם שני המטענים היחידים בסביבה). הכוח החלש משמעותי רק במרחקים קצרים מאוד, העומדים ביחס הפוך למסת נשאי הכוח שלו.

על תרומתם לאיחוד הכוח האלקטרומגנטי והכוח החלש קיבלו שלדון גלשאו, עבדוס סלאם וסטיבן ויינברג את פרס נובל לפיזיקה לשנת 1979.

הכוח האלקטרו-חלש כחלק מהתאוריה של הכל

ראו גם
כוחות היסוד
הכוח החלש
הכוח האלקטרומגנטי

קישורים חיצוניים




קטגוריה:כוחות היסוד
קטגוריה:הכוח החלש
קטגוריה:סימטריה בפיזיקה