Oddziaływanie słabe, zwane również siłą słabą lub słabą siłą jądrową, jest jedną z czterech podstawowych sił we wszechświecie. Jest ono przenoszone przez cząstki znane jako bozony W i Z, które są bozonami cechowania. Słaba siła powoduje rozpad beta, formę radioaktywności. Na bardzo wysokich poziomach energii siła oddziaływania słabego i elektromagnetyzm zaczynają działać tak samo, co nazywamy oddziaływaniem elektrosłabym.
Oddziaływanie słabe
Rozpad beta
Rozpad beta jest tym, co naukowcy nazywają rozpadem neutronu, w przeciwieństwie do rozpadu alfa, w którym rozpada się atom. Te rodzaje rozpadów są bardziej znane jako rozpad promieniotwórczy. W rozpadzie beta neutron rozpada się na proton, elektron i neutrino. Nie jest to jednak pełny obraz, istnieje jeszcze etap pośredni. Zauważmy, że proces ten zachowuje całkowity ładunek. Prawa zachowania są bardzo ważne przy obliczaniu możliwych wyników tych oddziaływań.
Bardziej szczegółowo, rozpad beta zaczyna się od neutronu, który jest zbudowany z jednego kwarka górnego i dwóch kwarków dolnych. Ponieważ kwarki górne mają ładunek +2/3, a każdy z kwarków dolnych ma ładunek -1/3, daje to ładunek 2/3 -1/3 -1/3 = 0. Ze względu na siłę słabą, jeżeli w jądrze atomu jest zbyt wiele neutronów, jeden z kwarków dołowych w jednym z neutronów zamienia się w kwark do góry. To spowodowałoby zmianę ładunku neutronu z 0 na (2/3 +2/3 -1/3) = 1. Z tego wynika, że neutron nie jest już neutronem, lecz protonem (cząstka o ładunku +1).
W dziwnym efekcie kwantowym, transformacja ta uwalnia cząstkę zwaną bozonem W. Jest to bozon cechowania (cząstka przenosząca siłę) siły słabej. Jest to bozon gauge'a (cząstka przenosząca siłę) słabej siły. Co dziwne, bozon W ma masę około 80 razy większą niż neutron. Takie rzeczy zdarzają się bardzo często w mechanice kwantowej, ale są one zgodne z zasadą zachowania energii, ponieważ zachodzą tak szybko. Po 3x10-25 sekundach bozon W rozpada się na elektron i antyneutrino elektronowe. (Antyneutrino elektronowe tak naprawdę nie robi wiele). To powoduje uwolnienie elektronu i w zasadzie powstanie protonu z neutronu.