Svag vekselvirkning
Den svage vekselvirkning, også kaldet den svage kraft eller den svage kernekraft, er en af de fire fundamentale kræfter i universet. Den bæres af partikler, der er kendt som W- og Z-bosonerne, som er målebosoner. Den svage kraft forårsager beta-henfald, en form for radioaktivitet. På ekstremt høje energiniveauer begynder den svage vekselvirkning og elektromagnetismen at virke ens, og dette kaldes elektrosvag vekselvirkning.
Beta-henfald
Beta-henfald er det, som forskerne kalder en neutron, der nedbrydes, i modsætning til alfahenfald, hvor et atom nedbrydes. Disse former for nedbrydning er mere almindeligt kendt som radioaktivt henfald. Ved et beta-fald går en neutron i stykker til en proton, en elektron og en neutrino. Dette er dog ikke et fuldstændigt billede, der er et mellemliggende trin. Bemærk, at denne proces bevarer den samlede ladning. Bevaringslove er meget vigtige, når man beregner de mulige resultater af disse vekselvirkninger.
Beta-henfaldet begynder med en neutron, som består af en op-kvark og to ned-kvarker. Da op-varker har en ladning på +2/3, og hver ned-vark har en ladning på -1/3, giver det 2/3 -1/3 -1/3 -1/3 = 0 ladning. Hvis der er for mange neutroner i en atomkerne på grund af den svage kraft, bliver en af de nedadgående kvarker i en af neutronerne til en op-kvark. Dette vil ændre neutronens ladning fra 0 til (2/3 +2/3 -1/3) = 1. Heraf er neutronen ikke længere en neutron, men faktisk en proton ( en partikel med en ladning på +1).
I en mærkelig kvanteeffekt frigør denne transformation en partikel kaldet en W-boson. Dette er den svage krafts gaugeboson (kraftbærende partikel). Mærkeligt nok har W-bosonen en masse, der er ca. 80 gange så stor som en neutron. Den slags sker faktisk meget ofte i kvantemekanikken, men det følger energiens bevarelse, fordi det sker så hurtigt. Efter 3x10–25 sekunder splittes W-bosonen i en elektron og en antineutrino-elektron. (Elektron-antineutrinoen gør ikke rigtig noget). Dette frigør elektronen og skaber i princippet en proton fra en neutron.
