Slabý musí podrazit

Jak to přijde, že slabá síla může „rozbořit domeček“ silné síle? Když je silná síla milionkrát silnější, proč neubrání svěřené neutrony v jádře před rozpadem beta? Někde jsem zachytil tvrzení, že na škále 10^–18 m je slabá síla silnější než silná. To by sice výše popsanou otázku vysvětlovalo, jenže toto tvrzení je zcela ojedinělé a nikde jsem nenašel jeho potvrzení z jiných zdrojů.

Pavel Balek, Nová Včelnice

Odpověď: V daném případě je třeba si nejdříve uvědomit, že označení rozpad je pro beta rozpad historické a neodpovídá realitě. Nejde o rozpad celku, složeného z komponent, na dané komponenty. Jde o přeměnu jednoho kvarku uvnitř neutronu (protonu) na jiný za současného vzniku elektronu (pozitronu) a antineutrina (neutrina). Silná interakce takovou přeměnu nemůže realizovat, protože není schopna narušit zákon zachování kvantových čísel spojených s těmito kvarky. Slabá interakce je na tom jinak – může narušit tyto zákony zachování a přeměnit jeden kvark v druhý.

Když to přibližuji studentům, využívám přirovnání k situaci, kdy se setkají dva soupeři. První je velmi silný a druhý velmi slabý, který by silného nikdy nemohl porazit. Pokud však slabý zná speciální fintu (je mu dovoleno udělat malý „podraz“), kterou silný neumí (nemůže udělat zmíněný „podraz“), pak slabý dokáže něco, co silný nedokáže (může jej porazit).

To, že je slabá interakce extrémně slabá, pak způsobuje, že beta přeměna je oproti přeměnám realizovaným silnou interakcí velmi pomalá (její pravděpodobnost za časovou jednotku je malá a radioaktivní jádra či částice mají dlouhou dobu života). Ta vzdálenost 10–18 m je škála dosahu slabé interakce a neznamená to, že by na této škále mohla být větší než silná interakce. Je stále slabá.

Vladimír Wagner, Ústav jaderné fyziky AV ČR