Fuerza Nuclear Débil

Los estudios con respecto a las interacciones débiles se llevaron a cabo en forma simultánea por George Sudharsan y Robert Marsshak; sin embargo, quedo totalmente expuesta con los aportes de Richard Feynman y Murray Gell- Mann. Para este entonces ya se conocían las funciones de las partículas elementales quarks y su función en las fuerzas fuertes. Entonces, no se relacionaba la radiactividad y el decaimiento de la partícula beta con dicha fuerza. Esto provoca que se inicie con los estudios de las nuevas partículas y los descubrimientos de la existencia de más tipos de quarks y sus espines.
El proceso de interacción débil se lleva a cabo por la combinación de partículas fundamentales que cumplen una función vital para lograr que los neutrones se conviertan en protones, estas partículas mediadoras se clasifican según el spin cuántico y se clasifican en bosones y fermiones, o sea, que si cuenta con un spin entero es un boson y si tiene un spin semi-entero será un fermion; un ejemplo de un fermion es un electrón mientras que las partículas portadoras de una interacción débil son los bosones. Otra partícula presente en la interacción débil son los leptones cuando estos se presentan sin carga podemos encontrar partículas como el muón, el tau y el neutrino todos ellos leptones y los quarks.

Decaimiento beta

Al estar presente tanta partícula en este proceso cabe recordar que los protones y los neutrones son partículas nucleones y que están formadas por la combinación de tres quarks cada uno de ellos, al ser solo combinaciones de quarks es que al unirse entre ellas se pude fácilmente pasar de un neutrón a un protón. Este tipo de interacción de quarks causa una forma de radiactividad llamada decaimiento beta, en este proceso se produce o expulsan un electrón y una partícula casi sin masa llamada antineutrino.
Esta misma interacción débil es la responsable de la conversión no solo de neutrones en protones, sino también de la desintegración de muchas partículas inestables como por ejemplo piones en muones, muones en electrones.
Esta fuerza es importante por que entre las interacciones fundamentales de la naturaleza es la única que presenta algunas características, por ejemplo:

1.      Es la única fuerza que afecta a los neutrinos.

2.      Es la única interacción capaz de cambiar los números cuánticos categorizados  como sabor (no se refiere al sentido del gusto)  característica propia de los leptones y quarks en la interacción débil.

3.      Viola la paridad de la simetría P y la simetría CP,

4.      También es la que media entre los bosones pesados.

5.      La fuerza débil es la encargada de transformar automáticamente masa en temperatura y velocidad de reacción de algunos procesos nucleares que ocurren en estrellas como el sol.

Es por efecto de esta interacción, que según los modelos solares se produce el brillo y la energía en interior del Sol y las estrellas. Esto ocurre “cuando dos protones (núcleos de hidrógeno) están muy próximos, gracias a la fuerza nuclear débil, tenga lugar la transformación de un protón (p) en un neutrón (n), un electrón positivo (e+) y un neutrino (νe).”
El neutrino es una partícula, sin carga y casi sin masa, que no interacciona con ningún objeto físico sino únicamente mediando las interacciones débiles, esto permite que los neutrinos transporten información aproximadamente inalterada desde sus fuentes de producción en el centro de las estrellas hasta la tierra, convirtiéndose en una fuente de información acerca de los procesos nucleares que ocurren en estos cuerpos celestes, la energía que las caracteriza y su brillo. De allí que entender los mecanismos de generación de energía en el Sol sea un desafío intelectual de profundas implicancias prácticas.

Estrella de neutrino