약력
1. 弱力
1.1. 일반적 의미
힘이나 영향, 작용이 약함. 예를 들어 약골은 힘이 약한 사람을 의미함.
1.2. 물리학적 의미
Weak Force
약한 핵력 (Weak Nuclear Force), 약한 상호작용 (Weak Interaction) 이라고도 한다.
게이지 보손인 $$ W^+ $$, $$ W^- $$ 및 $$ Z^0 $$가 매개하는 힘으로, 자연계의 네 가지 기본 상호작용 중 하나이다.
베타 붕괴(β- decay)에 관여한다. 탄소 동위원소 반감기를 이용한 연대측정법은 이 현상을 이용하는 것이다. 당연히 베타 붕괴의 역반응과 같은 뉴트리노 포획에 의한 역베타붕괴, 뮤온 포획 등에 관여한다.
네 가지 상호작용이 모두 작용할 수 있는 거리 내에서 힘의 크기 서열은 세 번째로, 중력보다는 강하다. 사실 약력은 근본적으로 그렇게 약한 힘은 아니다. 약력이라는 이름이 붙은 것은 단순히 강력장보다 약력장이 $$ 10^{11} $$배 약한데에서 기인한 것뿐이다. 중력은 약력보다 $$ 10^{27} $$배 약하다. 게다가 약력의 미세 구조 상수(Fine structure constant)는 1/29.5로 전자기력의 1/137보다도 크다. 그런데도 상호작용이 그렇게 작은 이유는 힘을 전달하는 입자들이 큰 질량을 가지고 있기 때문.
약한 상호작용을 볼 수 있는 대표적인 현상은 베타 붕괴다. 뉴트리노에서 $$ W^+ $$가 방출되어 중성자로 이동하면, 뉴트리노는 전자로 바뀌고, up 쿼크 하나와 down 쿼크 둘로 이루어진 중성자는 up 쿼크 2개와 down 쿼크 하나로 이루어진 양성자가 된다. 이 현상으로 인해 양성자 6개, 중성자 8개인 탄소 원자핵은 양성자 7개, 중성자 7개인 질소 원자핵으로 변한다. 반대로 핵융합에서는 양성자만 2개 있는 원자핵은 전자 대신 양전자를 내뱉고 양성자와 중성자가 하나씩 있는 중수소 원자핵으로 변한다. 양성자-양성자 연쇄 반응의 도화선 역할을 하는 힘이라, 이 힘이 없으면 경수소 2개로 어떻게 중수소 하나를 만드는지를 설명하지 못한다.
패리티 (Parity. 행렬 변환에서 부호의 변화 여부. 간단히 말하자면 '왼쪽과 오른쪽은 같은가?')가 보존되지 않는 현상이 처음으로 제기되기도 했다. 즉, 거울 안에서 약력이 작용하는 현상을 관찰하면 거울 밖에서와 다르게 보인다.[1] 이외 다른 힘들과는 달리 여러 대칭성이 보존되지 않는다.
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기본적으로는 쿼크에 작용하여 $$t\to b+W^+ $$, $$c\to s+W^+ $$, $$d\to u+ W^- $$의 변동이 가장 많이 일어나며, 그 다음이 $$c\to d+ W^+ $$. 그 다음이 $$s\to u+ W^- $$ 순의 변동이 잦다. $$t\to s\text{ or }d+W^+ $$나 $$b\to c\text{ or }u+W^- $$도 일어난다고 예견은 되어 있지만 확률이 매우 낮다.
$$Z^0$$의 경우는 중성미자와 연관된 중성 흐름에 관여한다.
2. 略歷
간단하게 적은 이력. 유명한 사람이 쓴 책 같은 곳에서 자주 발견된다. 프로필 문서 참고.
[1] 다른 힘들은 현재까지는 거울 안과 밖을 구분할 수 없다고 알려져 있다.