Paul M. Sutter in Universe Today – Übersetzt von Harald Horneff
In dieser Serie erkunden wir die sonderbare, doch auch wunderbare Welt der astronomischen Fachsprache! Das Thema heute: Schwache Kraft!
Die schwache Kernkraft wird nicht sehr geliebt. Obwohl sie vor ihrer Schwester, der starken Kraft, entdeckt wurde, trägt sie einen viel weniger beeindruckenden Namen. Physiker erkannten in den 1930er Jahren, dass die Kraft existieren muss, als sie versuchten, einen Prozess namens Betazerfall zu verstehen, bei dem ein Neutron innerhalb eines Atomkerns spontan beschließt, sich in ein Proton zu verwandeln, und dabei ein Elektron aus dem Kern herausschießt.
Die schwache Kraft hat eine sehr kurze Reichweite, weniger als die Breite eines Atomkerns, und wirkt nur selten. Aber sie hat eine versteckte Superkraft, zu der keine andere Kraft fähig ist: Sie kann eine Art von Teilchen in eine andere umwandeln.
Jedes Proton und Neutron besteht aus kleineren, grundlegenderen Teilchen, den Quarks. Ein einzelnes Proton besteht eigentlich aus zwei up-Quarks und einem down-Quark, die aneinandergeklebt sind, während ein Neutron aus zwei down-Quarks und einem up-Quark besteht.
Die schwache Kernkraft ist in der Lage, die Identitäten der Quarks zu vertauschen. Beim Betazerfall wandelt die schwache Kraft eines der up-Quarks in einem Proton in ein down-Quark um und verwandelt das Proton in ein Neutron.
Die schwache Kraft hat drei Träger, die W+, W– und Z0-Bosonen genannt werden. Jeder dieser Träger spielt eine andere Rolle, abhängig von den Ladungen der anderen beteiligten Teilchen.
Die schwache Kernkraft hat noch eine weitere, äußerst merkwürdige Eigenschaft. Sie ist die einzige der vier Kräfte, die die so genannte Symmetrie der Parität verletzt. In fast der gesamten Physik sieht jede Wechselwirkung zwischen Teilchen gleich aus, wenn man sie im Spiegel betrachtet. Aber nicht die schwache Kraft – sie sieht anders aus.
Auch wenn sie keinen aufregenden Namen hat, ist sie vielleicht die seltsamste der Kräfte.
