A fraca interação, também chamada de força fraca ou força nuclear fraca, é uma das quatro forças fundamentais no universo. Ela é levada por partículas conhecidas como os bósons W e Z, que são os bósons de bitola. A força fraca causa a decadência beta, uma forma de radioatividade. Em níveis de energia extremamente altos, a força da interação fraca e do eletromagnetismo começam a agir da mesma forma, e isto é chamado de interação eletroweak.
Fraca interação
Decadência Beta
A decomposição beta é o que os cientistas chamam de decomposição de nêutrons, em contraste com a decomposição alfa onde um átomo se decompõe. Estes tipos de decomposição são mais conhecidos como decadência radioativa. Em um decaimento beta, um nêutron quebra-se em um próton, um elétron e um neutrino. No entanto, este não é um quadro completo, há um passo intermediário. Note que este processo preserva a carga total. As leis de conservação são muito importantes ao calcular os possíveis resultados destas interações.
Com mais detalhes, o beta decaimento começa com um nêutron, que é composto de um quark acima e dois quarks abaixo. Como os quarks superiores têm uma carga de +2/3, e cada quark inferior tem uma carga de -1/3, isto resulta em 2/3 -1/3 -1/3 = 0 carga. Devido à força fraca, se houver muitos nêutrons em um núcleo deátomo, um dos quarks inferiores em um dos nêutrons se transforma em um quark superior. Isto mudaria a carga do nêutron de 0 para (2/3 +2/3 -2/3 -1/3) = 1. A partir disto, o nêutron não é mais um nêutron, mas na verdade um próton (uma partícula com uma carga de +1).
Em um estranho efeito quântico, esta transformação libera uma partícula chamada W boson. Este é o bóson de calibre (partícula portadora de força) de força fraca. Estranhamente, o bóson W tem uma massa cerca de 80 vezes maior do que um nêutron. Este tipo de coisa realmente acontece com muita freqüência na mecânica quântica, mas segue a conservação de energia porque acontece tão rapidamente. Após 3x10-25 segundos, o bóson W quebra em um elétron e um antineutrino de elétron. (O antineutrino do elétron não faz muito). Isto libera o elétron e basicamente cria um próton a partir de um nêutron.