Constant de Fermi

Desintegració Plantilla:SubatomicParticle en un núcleu atòmic (el antineutrino acompanyant s'omet). El requadro mostra la decaiguda beta d'un neutró lliure. En abdós processos, no es mostra l'emissió intermija d'un Plantilla:SubatomicParticle virtual (que després es descompon a l'electró i antineutrino).

En física de partícules, la interacció de Fermi o constant de Fermi (també cridada la Teoria de la desintegració Beta de Fermi) és una explicació de la desintegració beta proposta per Enrico Fermi en 1933. La teoria postula quatre fermiones interactuant directament uns en els atres, en un vèrtiç.

Per eixemple, esta interacció explica la desintegració beta d'un neutró per acoplament directe d'un neutró en:

1. un electró,
2. un antineutrino i
3. un protón. Fermi va introduir per primera volta este acoplament en la seua descripció de 1933 de la desintegració beta.
4. un Plantilla:SubatomicParticle virtual

Història del seu rebuig inicial i posterior publicació

Fermi va presentar per primera volta la seua "tentativa" de teoria de la desintegració beta a la famosa revista de ciència Nature, que la va rebujar per ser "massa especulativa". Nature va admetre més vesprada que el rebuig va ser un dels grans errors editorials en la seua història. Fermi va presentar llavors el document a publicacions italianes i alemanes, que ho varen acceptar i varen publicar en 1933 en eixos idiomes, pero no va aparéixer en eixe moment de la publicació primària en anglés. (Nature finalment publicaria de manera tardana l'informe de Fermi sobre la desintegració beta en anglés el 16 de giner de 1939).

Fermi va trobar el rebuig inicial del paper tan problemàtic que va decidir prendre's un temps lliure de la física teòrica, i fer només física experimental. Açò duria en breu al seu famós treball en la temperatura neutrónica en neutrons llents.

La naturalea de l'interacció

L'interacció podria explicar també la desintegració del muon a través d'un acoplament d'un muon, un electró-antineutrino, un muon-neutrino i un electró, en la mateixa força fonamental de l'interacció. Esta hipòtesis va ser plantejada per Gershtein i Zeldovich i es coneix com l'hipòtesis de corrent de vectores conservada.

La teoria de quatre fermiones de Fermi descriu l'interacció dèbil molt be. Desafortunadament, la secció travessera calculada creix en el quadrat de l'energia $\sigma \approx G_{\mathrm{F}}^2{E}^2$, per lo que és poc provable que la teoria siga vàlida a energies superiors als 100 GeV. La solució és reemplaçar la teoria de quatre fermiones per una teoria més completa completitud ultravioleta, un intercanvi d'un boson W o Z tal com és explicat en el model electrodébil.

En la teoria original, Fermi assumix que la forma d'interacció és un contacte d'acoplament de dos corrents de vectores. Posteriorment, va ser senyalat per Tsung-Dao Lee i Chen Ning Yang que res impedix l'aparició d'una corrent axial que viola la paritat, i açò va ser confirmat pel experiment de Wu portat a terme per Chien-Shiung Wu.

Interacció de Fermi mostrant l'actual vector de fermiones de 4- punts, acoplat baix la constant d'acoplament de Fermi $G_f$. La teoria de Fermi va ser el primer esforç teòric en descriure les proporcions nuclears (¿?) per a la decaiguda beta.

S'inclou la Violació de la paritat en l'interacció de Fermi, alguna cosa que va ser fet per George Gamow i Edward Teller en les anomenades transicions de Gamow-Teller, que descriuen l'interacció de Fermi en térmens de Desintegracions Violadores de la paritat i Desintegracions Conservadores de la paritat fent una analogia en els estats d'Espin paralels i antiparalelos de l'electró i el neutrino. Abans de l'arribada de la teoria electrodébil i del Model estàndar de física de partícules, George Sudarshan i Robert Marshak, i també de forma independent Richard Feynman i Murray Gell-Mann, varen ser capaç de determinar la correcta estructura del tensor (vector menys Vector axial, $𝑉\mathit{-}𝐴$ de l'interacció de quatre fermiones.