Redigerer Svak kjernekraft (avsnitt)

==Egenskaper==
Svak vekselvirkning påvirker alle [[kiralitet|venstrehendte]] [[lepton]]er og [[kvark]]er. Dette er den eneste kraften som påvirker [[nøytrino]]er (unntatt [[gravitasjon]] som er uten betydning på subatomært nivå). Svak vekselvirkning er unik på en rekke felter:

* Det er den eneste av de fundamentale kreftene som kan endre «smak» (engelsk: «flavour») for leptoner og kvarker. Partikkelen endres til en annen partikkel av samme type, f.eks fra ned til oppkvark eller myon til myon-nøytrino. Dette er årsaken til at vanlig stabil materie bare inneholder opp- og nedkvarker og elektroner. 
* Det er den eneste kraften som bryter paritet (P-symmetri der <math>f(x,y,z)=f(-x,-y,-z)</math> også kalt speilingssymmetri) fordi den bare virker på venstrehendte partikler og høyrehendte antipartikler (se [[Helisitet]]). Det er også den eneste kraft som bryter CP-symmetri (Ladning og paritet).
* Den formidles av tunge vekselvirkningskvanter (engelsk: «gauge bosons») som i [[standardmodellen]] forklares av Higgs-mekanismen. Elektromagnetisme formidles av masseløse fotoner, og sterk kjernekraft av gluoner uten masse og pioner med masse på en tusendel av W- og Z- bosoner.

Følgende partikler er tunge vekselvirkningskvanter:

:{| class="wikitable"
!Navn!!Ladning e!!Spinn!!Masse GeV 
|- align="center"
|W<sup>+</sup>|| +1||1||80.4
|- align="center"
|W<sup>-</sup>|| -1||1||80.4
|- align="center"
|Z<sup>0</sup>||0||1||91.2
|}

Partiklene er ca. 100 ganger tyngre enn protoner og nøytroner. [[Uskarphetsrelasjon]]en gir en grense for hvor langt disse partiklene kan rekke før de reabsorberes når de beveger seg med lyshastighet:

::Uskarphetsrelasjonen <math> \Delta E \Delta t \ge \frac{h}{4\pi}</math>
::Rekkevidde <math>R = \Delta tc</math> gir
::<math> R \le \frac{hc}{E 4\pi}</math> som gir rekkevidden 1,0-1,2•10<sup>−18</sup>m
::Og levetiden <math>\Delta t= R/c</math> er bare omkring 3•10<sup>−25</sup>s

Svak vekselvirkning har derfor vesentlig kortere rekkevidde (1/1000) og styrke (1/10<sup>13</sup>) enn den sterke kjernekraften. Den vesentlig observerbare effekten er smaksendring (engelsk: «flavour change») når en kvark eller et lepton endrer type. Et nøytron består av tre kvarker (opp-ned-ned) og selv om det har høyere energi enn et proton (opp-opp-ned) kan det ikke nedbrytes uten smaksendring. Svak nedbrytning endrer en ned kvark til en opp kvark. Dette skjer ved avgivelse av et W<sup>-</sup> boson som raskt nedbrytes videre til et [[elektron]] og en [[nøytrino|antinøytrino]]. Dette kalles [[betanedbrytning]] fordi elektroner med høy energi er [[betastråling]]. W-bosoner har langt høyere energi (80.4 GeV) enn nukleonene (ca. 940 MeV for nøytronet), og også de resulterende partiklene (elektronet 510 keV og antinøytrinoet 2,2 eV pluss deres energinivå). Dette er mulig fordi produktet av energi og tid er mindre enn den grensen som settes av uskarphetsrelasjonen, og beskrives ofte som vekselvirkning ved virtuelle partikler.
Fordi svak vekselvirkning er relativt svak, er svak nedbrytning mye langsommere enn sterk eller elektromagnetisk nedbrytning. Som eksempel vil et elektromagnetisk nedbrutt nøytralt [[pion]] ha en levetid på omtrent 10<sup>−16</sup>&nbsp;sekunder mens et svakt nedbrutt ladet pion lever omtrent 10<sup>−8</sup>&nbsp;s. Et fritt nøytron har en halveringstid på ca. 15 minutter, og er den ustabile subatomære partikkelen med lengst levetid. (Som nukleon i en atomkjerne kan nøytronet være stabilt eller ha kortere levetid avhengig av kjernekonfigurasjonen, protoner og elektroner er stabile)
[[Fil:Neutron_decay.png|250px|right|thumb|Nøytron nedbrytning (Feynman diagram)]]
===Typer av vekselvirkning===
Svak vekselvirkning har tre grunnleggende interaksjoner. To foregår ved ladede bosoner (W<sup>+</sup> og W<sup>-</sup>) og kalles ladet strøm-vekselvirkning (engelsk: «charged current»), mens den tredje typen kalles nøytral strøm-vekselvirkning(engelsk: «neutral current») ved Z<sup>0</sup> bosonet:

* Et ladet [[lepton]] kan absorbere eller avgi et W-boson og endre type fra et [[elektron]], [[muon]] eller [[tau lepton]] partikkel eller antipartikkel til en tilsvarende nøytrino (elektron, muon eller tau neutrino/antinøytrino). 
* En [[kvark]] kan absorbere eller avgi et W-boson og endre smak (engelsk:«flavour») til en annen kvark med forskjellig ladning. Nedbrytning går alltid fra en massiv til en lettere kvark, f.eks fra en ned til en opp kvark som omtalt over. Når tilstrekkelig energi er tilgjengelig kan transisjonene gå motsatt vei (Dette skjer f.eks ved p-p eller CNO [[kjernefysisk fusjon]] i [[stjerne]]r).
* Leptoner og kvarker kan absorbere eller avgi et Z-boson

Vekselvirkning med Z-bosonet er svært flyktig og ble ikke observert før [[elektrosvak teori]] forutsa deres eksistens på tidlig 1970-tall, og de ble observert ved [[CERN]] i 1983.
[[Fil:Quarks and decays.jpg|250px|right|thumb|Svak nedbrytning av kvarker<ref>[http://www2.slac.stanford.edu/vvc/theory/weakinteract.html Svak vekselvirkning ved Stanford Linear Accelerator Center virtual visitor center]</ref>]]

===Symmetribrudd===
De grunnleggende naturlovene ble lenge antatt å være like i speilsymmetri, dvs. når alle koordinater skifter fortegn. Videre ble det antatt at resultatet av et eksperiment sett via et speil ville være likt det som ble produsert av en speilet kopi av eksperiementoppsettet. I en enkel analogi vil en bil som blinker til venstre observeres i et speil å blinke mot høyre. Slik vil også en speilet bil observeres. Dette kalles p-symmetri for bevaring av [[paritet]] og er tilfelle f.eks for klassisk [[gravitasjon]] og [[elektromagnetisme]]. På 1950 talled ble det imidlertid oppdaget at svak vekselvirkning har p-symmetribrudd fordi den bare virker på venstre asymmetriske partikler (og høyre asymmetriske antipartikler). Fordi speilsymmetri for en venstre asymmetrisk partikkel er en høyre asymmetrisk partikkel gir dette maksimalt symmetribrudd.

Disse teoriene tillot imidlertid CP-symmetri (Ladning-paritet symmetri) ettersom en venstre asymmetrisk partikkel gir en høyre asymmetrisk antipartikkel. Men i 1964 ble det oppdaget at det også opptrer små CP symmetribrudd.