Die schwache Wechselwirkung - Historische Einführung   Die Entdeckung der schwachen Wechselwirkung ist eng mit ihrem bekanntesten Prozess, dem b -Zerfall (eigentlich " b -minus-Zerfall") verbunden.    1896 entdeckte Becquerel die Radioaktivität, als eine Photoplatte durch die ionisierende Strahlung von Uransulfat geschwärzt wurde (siehe Abb. rechts). Dabei zerfällt ein gebundenes Neutron im Urankern in ein Proton unter Emission eines Elektrons mit einer auffallend langen Halbwertszeit von 18min. Diese lange Halbwertszeit legte die Vermutung nahe, dass es sich hier nicht um einen Prozess der starken Wechselwirkung handeln kann, da hierfür sehr kurze Lebensdauern in der Größenordnung von 10 -23 s typisch sind. Auch schien es unwahrscheinlich, dass der Zerfall eines elektrisch neutralen Teilchens ein elektromagnetischer Prozess ist. Alles deutete auf eine bisher unbekannte Kraft hin. Es dauerte bis 1930, bis man erkannte, welche Teilchen am b - Zerfall beteiligt sind. Zunächst wusste man, dass es sich um die Reaktion n à p + e - + ? handelt. Allerdings hatte man noch das Problem, dass der Energieerhaltungssatz verletzt schien, da die Energien der bekannten Teilchen vor und nach dem Zerfall nicht übereinstimmten. Als Lösung postulierte W. Pauli 1930 ein Teilchen, das die fehlende Energie trägt. 1933 bezeichnete Enrico Fermi das Teilchen als Neutrino und formulierte seine Theorie über den b - Zerfall. Sie war die erste Theorie über die schwache Wechselwirkung.     Bei der Weiterentwicklung einer Theorie der schwachen Wechselwirkung wurden in den folgenden Jahrzehnten nur   geladene Ströme (d.h. Prozesse mit W-Bosonen) betrachtet. Erst 1958 forderte das Glashow-Weinberg- Salam-Modell (GWS) die Existenz eines neutralen Austauschteilchens (das spätere Z 0 ). Die zugehörigen schwachen neutralen Prozesse konnten aber erst 1973 am CERN bestätigt werden. Das Problem dabei ist, dass ein schwacher neutraler Prozess oft durch die viel stärkeren elektromagnetischen Effekte überdeckt wird. So kann die Elektron- Elektron-Streung (e - +e - à e - +e - ) sowohl durch den Austausch eines g -Quants als auch eines Z 0 -Bosons vermittelt werden. Der sehr geringe Beitrag des Z 0 -Austauschs ist nur sehr schwer nachzuweisen. Am DESY ist es gelungen, den Beitrag des Z 0 bei sehr hohen Energien für die Reaktion e - + e + à m - + m + eindeutig zu bestätigen. Die Messung eines reinen neutralen schwachen Stromes kann nur mit Neutrino-Streuung untersucht werden, da hier kein elektromagnetischer Austausch stattfindet. Allerdings sind Experimente mit Neutrinos  berühmt für ihre Schwierigkeiten.    Mit Einführung der Quarktheorie veränderte sich die Reaktionsgleichung des b -Zerfalls in den 70er Jahren noch einmal zu  d -1/3 à u +2/3 + e -   + n e   Beispiele für schwache Prozesse (diese Beispiele werden auf den folgenden Seiten noch ausführlicher beschrieben):      Bezeichnung Prozess (im Teilchenbild) Prozess (im Quarkbild) b -Zerfall des Neutrons n à p + e - + n e d -1/3 à u +2/3 + e - + n e L -Zerfall L à p + p - s -1/3 à u +2/3 + d -1/3 + u -2/3 L -Zerfall L à p + e - + n e s -1/3 à u +2/3 + e - + n e Kaon-Zerfall K - à p - + p 0 s -1/3 à u +2/3 + d +1/3 + u -2/3 Kaon-Zerfall K - à m - + n m s -1/3 à u +2/3 + m - + n m Pion-Zerfall p - à m - + n m d -1/3 à u +2/3 + m - + n m Müonen-Zerfall m - à n m + e - + n e leptonischer Prozess Neutrino-Nukleon-Streuung n e + p à e + + n n e + u +2/3 à e + + d -1/3 Neutrino-Nukleon-Streuung n m + n à m - + p n m + d -1/3 à m - + u +2/3 Neutrino-Elektron-Streuung n m + e - à m - + n e leptonischer Prozess