בעבר נחשב האטום למרכיב החומר הבסיסי ביותר. האטום מכיל את הגרעין אשר מורכב מפרוטונים ונויטרונים, ומאלקטרון הנע סביבם. את החלקיקים השונים באטום מחזיקים ארבעה כוחות עיקריים: כח הכבידה, הכח האלקטרומגנטי, הכח הגרעיני החזק והכח החלש הנישאים על ידי חלקיקים. חלקיקים אלו הינם בוזונים. הבוזונים החלשים הם החלקיקים האחראים על הכח החלש ובכך מאפשרים דעיכה רדיואקטיבית. סרטון זה מתאר את מאפייניהם של הבוזונים החלשים ואת תפקידיהם במודל הסטנדרטי.

סרטון זה תורגם בידי צוות אתר דוידסון אונליין
הסרטון הופק בידי cassiopeia project

סרטון זה הינו חלק מסדרה בת 10 חלקים
פרוטון, נויטרון, אלקטרון, פוטון, גלואון, גרביטון, ניטרינו, קווארק למעלה, קווארק למטה, בוזונים חלשים

 

מאת: ארז גרטי
המחלקה לכימיה ביולוגית
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

5 תגובות

  • שם טוב

    חשיבותו של הכח הגרעיני החלש

    תודה גדולה שהזמנת אותי להמשיך לשאול! הנושא הזה ממש מרתק!
    אז מה בעצם חשיבותו של הכח החלש? מה יקרה אם הוא יפסק פתאום?
    ועוד שאלה... אני מבין ומתפעל מזה שהמדע יודע למדוד מהירות ומסה
    עוד על חלקיקים! אבל האם אפשר להסביר למה לדוגמה הקווארק מסתובב במהירות עצומה בתוך הנוקלאון? כמו שאפשר להסביר למה מכונית נוסעת? הרי זה בניגוד להיגיון!

  • שם טוב

    בוזונים

    תודה על ההסבר!
    אז אם הבנתי נכון ... בכל נוקלאון בתוכו בין הקוורקים נוצרים ונעלמים
    הבוזונים החלשים? והם אלו שמחזיקים יחד את הנוקלאינים? למרות שטווח הפעולה שלהם הוא מאית מקוטר הפרוטון? ולעומת זאת בוזון היגס
    נוצר פעם בעבר אבל השפעתו קיימת כל הזמן בכל המרחב?

  • ירון גרוס

    קצת סדר בבוזונים ובכוחות הגרעיניים

    חלק ממה שרשמת נכון, וחלקו שגוי, אני אנסה לעשות קצת סדר.
    דבר ראשון ישנם שני סוגים של כוחות גרעיניים (מתוך 4 כוחות סך הכל). הכח הגרעיני החלש, אשר החלקיקים אשר נושאים אותו הם בוזוני W ו Z. והכח הגרעיני החזק, אשר החלקיקי םהנושאים אותו נקראים גלואונים.
    גרעיני האטומים מוחזקים יחדיו על ידי הכח הגרעיני החזק דווקא, ולא החלש, ולכן לבוזוני W ו Z אין חלק ביצירת גרעיני האטומים.
    ביתר פירוט - הכח הגרעיני החזק הינו כח הפועל בין קווארקים. ויש לו שני "תפקידים" עיקריים. במרחקים קצרים (קטנים מגודלו של פרוטון), הוא מחזיק יחדיו את הקווארקים היוצרים את הפרוטונים והנויטרונים. במרחקים גדולים יותר (בגודלו של גרעין האטום) הוא מחזיק יחדיו פרוטונים ונויטרונים, ומאפשר את יצירתם של גרעיני האטומים.
    הכח הגרעיני החלש לעומת זאת פועל כפי שציינת בטווחים קצרים אף יותר. הוא מאפשר בין היתר לקווארק מסוג אחד לההיפך לקווארק מסוג אחר, תוך כדי פליטת בוזון W או Z. הדוגמה המובהקת לכך הינה התפרקות רדיואקטיבית בה נפלטת קרינת בטא. בהתפרקות שכזו (לדוגמה של אטום קובלט)נוירטון שבגרעין הופך לפרוטון, ואלקטרון ואנטינויטרינו משתחררים. למעשה הנויטרון הופך לפרוטון על ידי שינוי קווארק בודד. תהליך זה אפשרי רק על ידי פליטת בוזון W (אשר מתפרק מאוחר יותר לאלקטרון ואנטינויטרינו)

    לגבי בוזון היגס, גם הוא נוצר ונעלם כל העת. הפיזיקאים יתארו זאת כ-קיים שדה היגס כל העת במרחב, ומתוך השדה הזה נוצר לעיתים בוזון היגס ונעלם לאחר מכן.
    אם תרצה לדמין משהו שכזה, אתה יכול לחשוב על מיתר של גיטרה בתוך השדה. אם תפרוט עליו הוא ירעד - זה יהיה בוזון ההיגס שלנו. מה שקורה בפועל הוא שרוב הזמן המיתר אינו רועד, אולם בניגוד למיתר גיטרה אמיתי, המיתר שלנו, כלומר שדה היגס, "רועד" לפעמים לזמן קצר מבלי שאף אחד פרט עליו. בוזון היגס נוצר לזמן קצר ונעלם שוב. כך שכל העת קיימים בוזוני היגס במרחב. וחשוב מכך קיים שדה היגס. (אני מצטער אם החלק האחרון היה מעורפל.. אם ישלך שאלות אתה מוזמן להמשיך לשאול

  • שם טוב

    מסה של בוזונים

    שלום ארז!
    נאמר בסרטון שלבוזונים מסה של 9 פרוטונים! מדוע מסה זו לא באה לידי ביטוי במשקל האטומי?

  • ירון גרוס

    בוזונים נושאי כח ומאסה

    הבוזונים נושאי הכח המתוארים בכתבה, אינם חלק קבוע מן האטום
    בוזונים אלו נוצרים ונעלמים כל העת, זו הסיבה שקיים קשר בין המאסה שלהם, או במילים אחרות האנרגיה שלהם, לבין המרחק הקצר בו הכח אפקטיבי. עקרון אי הוודאות קובע כי למשך זמן קצר מאוד, ניתן "להפר לכאורה את חוק שימור האנרגיה" וליצור חלקיק בעל מאסה מן הריק.
    אולם בטווח זמן ארוך, החלקיקים הללו לא נשמרים, הם נוצרים ונהרסים, או אם תרצה נפלטים מקווארק אחד ונבלעים על ידי אחר. הם אינם חלק קבוע מן האטום, ולכן אינם משפיעים על המאסה שלו