Zwakke kerkracht
- Gegevens
- Gemaakt op vrijdag 04 juli 2025 23:54
- Laatst bijgewerkt op zaterdag 05 juli 2025 21:33
- Gepubliceerd op vrijdag 04 juli 2025 23:54
- Hits: 46
De zwakke kernkracht
De zwakke kernkracht is een van de vier natuurkrachten waarop het universum gebouwd is.Ze regelt het radioactieve verval van sommige atoomkernen, zoals bij bèta-verval.
Ook de emissie van een neutrino tijdens de eerste stap van de proton-protonreactie in de zon is vermoedelijk werk van de zwakke kernkracht.
De zwakke kernkracht kan quarks van soort laten veranderen – bijvoorbeeld bij het verval van een neutron in een proton.
De kracht wordt overgedragen door zware bosonen (W+, W-, en Z0), en werkt daarom alleen op extreem korte afstanden: ongeveer 10-18 meter. Dat is veel kleiner dan de afmeting van een atoomkern.
De zwakke kernkracht gehoorzaamt niet aan de inverse-kwadraatwet.
Voorbeeld:
- In een koolstof-14-kern vervalt een neutron tot een proton.
- Daarbij komt een elektron vrij – dit is het bèta-deeltje.
- Dit elektron verlaat de kern als bèta-straling.
Belangrijk bij processen in de zon en kernreacties.
Het is nu bekend dat elektromagnetisme en de zwakke kernkracht twee aspecten zijn van één kracht: de elektrozwakke kracht.
Bij zeer hoge temperaturen – zoals in het vroege heelal – zijn ze niet van elkaar te onderscheiden. Bij lagere temperaturen, zoals op aarde of in sterren, hebben ze afzonderlijke eigenschappen.
Meer over fundamentele krachten
De vier krachten van de natuur beïnvloeden niet allemaal dezelfde deeltjes:- Zwaartekracht: werkt op alles met massa en energie.
- Elektromagnetische kracht: werkt op elektrisch geladen deeltjes.
- Sterke kernkracht: bindt quarks in protonen en neutronen en houdt kernen bij elkaar; werkt niet op elektronen of neutrino’s.
- Zwakke kernkracht: komt voor bij radioactief verval en kernreacties.
De sterke kernkracht is:
- 137 keer sterker dan de elektromagnetische kracht
- 100.000 keer sterker dan de zwakke kernkracht
- 1039 keer sterker dan de zwaartekracht
Protonen en neutronen bestaan uit quarks. Er zijn zes soorten quarks: up, down, charm, strange, top en bottom.
De sterke kernkracht komt voort uit interacties tussen quarks via gluonen – de krachtdeeltjes van de sterke wisselwerking.
De zoektocht naar een superkracht
Ondanks hun verschillen bestaat het vermoeden dat de fundamentele krachten verschillende verschijningsvormen zijn van één onderliggende kracht.In de jaren 60 werd de elektrozwakke theorie ontwikkeld (Glashow, Weinberg, Salam – Nobelprijs 1979). Later werden pogingen gedaan om ook de sterke kernkracht erbij te betrekken. Zulke theorieën worden Grand Unified Theories (GUT’s) genoemd.
Elke quarksoort correspondeert met een leptonsoort: het elektron, muon, tau en drie soorten neutrino’s.
GUT’s voorspellen:
- Bij temperaturen boven 1028 K smelten de sterke en elektrozwakke krachten samen tot één kracht.
- Bij lagere temperaturen breekt deze symmetrie, en ontstaan de krachten zoals we die nu kennen.
Supersymmetrie en donkere materie
Supersymmetrie breidt het idee van symmetrie verder uit. Elk bekend deeltje zou een zwaardere partner hebben – een 'superdeeltje'.Deze deeltjes zouden bij de oerknal zijn gevormd en mogelijk nog bestaan als donkere materie. Ze zijn nog niet waargenomen, maar veel theoretici geloven in hun bestaan.
De zwaartekracht blijft buiten beeld
Pogingen om de zwaartekracht op te nemen in een Super-GUT zijn nog niet geslaagd.Einsteins algemene relativiteit beschrijft zwaartekracht als kromming van ruimte-tijd, terwijl de andere krachten worden beschreven met kwantumvelden.
Snaartheorie is een veelbelovende poging tot eenheid: alle deeltjes en krachten zijn trillingswijzen van microscopische ‘snaren’. Maar een definitieve theorie van kwantumzwaartekracht is nog niet gevonden.