Svag växelverkan
Den svaga växelverkan, även kallad den svaga kraften eller den svaga kärnkraften, är en av de fyra grundläggande krafterna i universum. Den bärs upp av partiklar som kallas W- och Z-bosoner, som är mätbosoner. Den svaga kraften orsakar betasönderfall, en form av radioaktivitet. Vid extremt höga energinivåer börjar den svaga växelverkanens kraft och elektromagnetismen att verka på samma sätt, och detta kallas elektrosvag växelverkan.
Betasönderfall
Betasönderfall är vad forskarna kallar en neutron som bryts ner, till skillnad från alfasönderfall där en atom bryts ner. Dessa typer av nedbrytning är mer allmänt kända som radioaktivt sönderfall. Vid ett betasönderfall bryts en neutron ner till en proton, en elektron och en neutrino. Detta är dock inte en fullständig bild, det finns ett mellansteg. Lägg märke till att denna process bevarar den totala laddningen. Bevarandelagar är mycket viktiga när man beräknar de möjliga resultaten av dessa interaktioner.
Betasönderfallet börjar med en neutron, som består av en up-kvark och två down-kvarkar. Eftersom upp-kvarkar har en laddning på +2/3 och varje ned-kvark har en laddning på -1/3 ger detta 2/3 -1/3 -1/3 = 0 laddning. På grund av den svaga kraften, om det finns för många neutroner i en atomkärna, förvandlas en av de nedåtgående kvarkarna i en av neutronerna till en uppåtgående kvark. Detta skulle ändra neutronens laddning från 0 till (2/3 +2/3 -1/3) = 1. Utifrån detta är neutronen inte längre en neutron utan faktiskt en proton ( en partikel med laddningen +1).
Genom en märklig kvanteffekt frigör denna omvandling en partikel som kallas W-boson. Detta är den svaga kraftens mätboson (kraftbärande partikel). Märkligt nog har W-bosonen en massa som är ungefär 80 gånger större än en neutron. Den här sortens saker händer faktiskt mycket ofta inom kvantmekaniken, men de följer energins bevarande eftersom de sker så snabbt. Efter 3x10–25 sekunder bryts W-bosonen i en elektron och en elektronantineutrino. (Elektronens antineutrino gör egentligen inte så mycket). Detta frigör elektronen och skapar i princip en proton från en neutron.
