Svag kernekraft – Fysikleksikon - Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Fysikleksikon > S > Svag kernekraft

01. november 2019

Svag kernekraft

Grundbeskrivelse

Den svage kernekraft er en af de de fire fundamentale kræfter, der findes i naturen: tyngdekraft, den elektromagnetiske kraft, den svage kernekraft og stærke kernekraft.

De fire fundamentale kræfter beskriver, hvordan alt stof omkring os er bundet sammen og hvordan det vekselvirker - dvs. hvordan to partikler, der støder sammen, påvirker hinanden. Hvis der ikke fandtes tyngdekraft, ville vi fortsætte ud i rummet, når vi hoppede. Den svage og den stærke kernekraft beskriver, hvordan stof er bundet sammen på skalaer for et atom.

Atomer består af en kerne af protoner og neutroner med en sky af elektroner rundt om, som det er beskrevet i Bohrs atommodel. Mens den stærke kernekraft beskriver, hvordan partiklerne i kernen er bundet sammen, så beskriver den svage kernekraft hvordan atomer, der har fået tilført energi, kan henfalde til laveste energitilstand via et beta-henfald.

Et eksempel på den svage kernekraft er altså den stråling, man ser fra beta-henfald i radioaktive processer på atomkraftværker og i Solen.

Den svage kernekraft forårsager beta-henfald i bl.a. kulstof-14 atomer. Herved omdannes en neutron, der består af to down-kvarker og én up-kvark, til en proton, der består af to up-kvarker og én down-kvark. Samtidigt udsendes en elektron og en antineutrino. Atomet som helhed omdannes til et kvælstof-14 atom.

Uddybende beskrivelse

Udover radioaktive henfald spiller den svage kraft ind på vekselvirkninger mellem de mindste partikler verden omkring os består af. Når en elektron på den måde støder sammen med sin egen anti-partikel, en positron, kan de vekselvirke gennem den svage kernekraft og blive til stråling. Dette kaldes annihilation.

Den svage kernekraft kan, ligesom den stærke kernekraft og elektromagnetismen, beskrives som en såkaldt kvantefeltteori. Det betyder bl.a., at man kan beskrive kraften med informationsbærende partikler. For den svage kernekraft bliver informationen båret af to partikler kaldet Z og W. Z er elektrisk neutral, mens W kan have en elektrisk ladning på plus eller minus en. Begge partikler blev opdaget på CERN i 1983.

Ved høje energier bliver beskrivelsen af den svage kernekraft og den elektromagnetiske kraft to sider af samme sag. Man kan altså beskrive dem som én kraft. Under partikelfysikkens Standardmodel er det lykkedes også at beskrive den stærke kernekraft på samme måde, så hvis ellers det kan lade sig gøre at beskrive den sidste kraft, tyngekraften på samme måde, kan det betyde, at alle fire kræfter stammer fra en og samme urkraft, ved universets fødsel.

Ask Emil Løvschall-Jensen