弱相互作用力

弱相互作用力，简称弱力，作用力的强度也比强力小得多，但在放射现象中起重要作用，β衰变中放出电子和场态粒子。

1895年，德国的一位物理学家威廉·康拉德·伦琴发现置于真空放电管附近的密封底片，虽然没有暴露在光线下，但却变成了灰色。伦琴断定，放电管内一定存在着能穿透底片的“光线”。1896年，法国的亨利·贝克勒尔为了考察新发现的X射线，将一块天然铀盐矿石放在一张用黑纸包起来的照相底片上，发现一种新的射线。1900年，居里夫妇开始有系统地从元素、化合物、天然矿物中寻找这种效应。从沥青铀矿中制取了放射性元素镭，另几位学者还发现了钋和锕。

这一连串的新奇发现，引起了科学家们的震惊和注意。原来，原子量很大的元素，几乎都具有放射性。经过一段研究之后，人们才弄清了放射出来的射线具有三种不同的成分：一种叫α射线，并确定α粒子就是氦的原子核；一种是β射线，其实就是一种高速运动的电子流，在电场中偏向正极；还有一种射线叫γ射线，其实就是一种不带电的高能电磁波。

天然的β衰变，正是原子核内的中子放出电子，衰变成一个质子的现象。当人们想进一步弄清β衰变时，物理学竟在微观领域遇上了一场生死存亡的挑战。按照物理学中最重要的能量守恒定律，β衰变过程中，原子核内部中子衰变成质子而失去的能量，应该等于它所放出的电子带走的能量。然而，实验结果表明，电子所带走的能量，总比原子核应该放出的能量少得多。直接观测的β衰变过程表明，电子具有从零到某一上限的不同动能。这说明原子核所失去的能量并不恒等，有多有少。

弱相互作用共有两种。第一种叫“载荷流相互作用”，因为负责传递它的粒子带电荷（W+或W−），β衰变就是由它所引起的。第二种叫“中性流相互作用”，因为负责传递它的粒子，Z玻色子，是中性的。

W及Z玻色子是弱相互作用的媒介粒子，实际上是粒子间的半锁定场态粒子间传递的电磁相互作用，而半锁定场态粒子是弱相互作用粒子的组成部分，因此半锁定场态粒子不仅可以传递电磁相互作用，也可以相互交换粒子。

弱核力之所以被物理学家费米提出，是因为当时发现大质量原子核会自发衰变。费米认为，存在一种新的基本力参与进来，才产生了衰变现象。中子发射一个电子就变成质子；质子又可发射一个正电子变成中子。假定：从质子到中子的衰变过程，是由于自然界中某种新的力引起的。他将这个力命名为“弱核力”。

弱力没有本领把任何粒子束缚在一个较复杂的体系中，它只存在于一些粒子发生衰变和浮获的一瞬间，粒子之间一离开，弱力马上就消失。

实际上，中子的存在是由于质子共用电子而形成中子键，中子键电子在质子间不断震荡，距离其中一个质子较近，离另外一个质子较远。但距离的远近不断交替变化。这样，中子和质子不断交替变化。

中子键电子与质子间存在锁定与半锁定场态粒子。一旦中子键的电子与质子间距过大，锁定场态粒子的极化程度显著降低，就成为半锁定场态粒子。半锁定场态粒子不仅通过交换虚拟粒子而相互作用，也伴随着交换粒子。

锁定场态粒子由于高度极化，且电子与质子距离极近，极化的锁定场态粒子大大提高了电子与质子之间的作用力。但由于半锁定场态粒子交换粒子，往往产生瞬时斥力。一旦场态粒子的正反粒子的位置互换，引力就变成了斥力，这时往往会引起核的分裂。一旦和分裂进行，锁定和半锁定场态粒子就成为自由场态粒子，

总之，强相互作用力由锁定场态粒子传递，弱相互作用力由半锁定场态粒子传递，电磁力由自由场态粒子传递。虽然数值上均相差几个数量级，但本质上都是电磁力。

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