Από τον Fermi στα ζεύγη σωματιδίων W - 65 χρόνια ασθενούς δύναμης

Στις 16 Ιανουαρίου 1934, ο Enrico Fermi έστειλε για δημοσίευση την διάσημη εργασία του πάνω στην πρώτη βιώσιμη θεωρία της ασθενούς δύναμης, η οποία είναι υπεύθυνη για την διάσπαση β (βήτα). Σ' αυτήν την εργασία (*), περιέγραφε την διάσπαση β ενός πυρήνα με τη δημιουργία και άμεση εκπομπή ενός ηλεκτρονίου μαζί μ' ένα αόρατο νετρίνο. Η θεωρία του Fermi, με μερικές τροποποιήσεις, παρέχει μέχρι σήμερα μια καλή περιγραφή της διάσπασης β, όταν η ασθενής δύναμη δρα σε χαμηλές ενέργειες. Ομως σε υψηλότερες ενέργειες η θεωρία του Fermi δεν λειτουργεί. Μια καλύτερη θεωρία για την ασθενή δύναμη, η οποία δίνει καλά αποτελέσματα και στις υψηλές ενέργειες, είναι η σχετική με την ενοποιημένη ηλεκτρασθενή αλληλεπίδραση, η οποία χρειάζεται πρόσθετα σωματίδια για να "μεταφέρουν" την ασθενή δύναμη. Φορτισμένοι φορείς, που ονομάζονται W⁺ και W^-, είναι υπεύθυνοι για διαδικασία όπως η διάσπαση β. Σήμερα, σωματίδια W παράγονται και μελετώνται σε επιταχυντές σωματιδίων υψηλών ενεργειών όπως στον Μεγάλο Επιταχυντή Συγκρουομένων Δεσμών Ηλεκτρονίων Ποζιτρονίων LEP (Large Electron Positron collider) στο CERN, το Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Φυσικής Σωματιδίων. Η εικόνα δείχνει την πιθανή διάσπαση δυο σωματιδίων W στον ανιχνευτή που ονομάζεται OPAL στο LEP. Το καθένα W διασπάστηκε δίδοντας δυο κουάρκ (που είναι τα δομικά συστατικά των πρωτονίων), τα οποία παράγουν τέσσερεις διακριτούς πίδακες (ριπές) από σωματίδια που είναι ορατά στον ανιχνευτή.
Δείτε επίσης τη φωτογραφία για τον Ανιχνευτή OPAL.

(*) E.Fermi, Zeitschrift fur Physik 88 161 (1934))

Credit: CERN/OPAL