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In der [[Teilchenphysik]] ist die '''Fermi-Wechselwirkung''' eine [[Effektive Theorie|effektive Beschreibung]] der [[Schwache Wechselwirkung|schwachen Wechselwirkung]], die historisch gesehen die erste ihrer Art war. [[Enrico Fermi]] schlug diese Theorie vor, in welcher vier [[Fermion]]en direkt miteinander [[Grundkräfte der Physik|wechselwirken]] (daher auch der Name '''Vier-Fermionen-Wechselwirkung'''). Sie ist z. B. direkt in der Lage, ein [[Neutron]] (zwei [[Down-Quark]]s und ein [[Up-Quark]]) in ein [[Elektron]], ein [[Antineutrino]] und ein [[Proton]] (zwei Up-Quarks und ein Down-Quark) zu zerlegen ([[Beta-Zerfall]]).

Die Fermi-Wechselwirkung ergibt sich als [[effektive Theorie]] aus der [[elektroschwache Wechselwirkung|elektroschwachen Wechselwirkung]], wenn alle Energien als klein gegen die Masse des [[W-Boson]]s betrachtet werden können.
Die niedrigste Ordnung beschreibt damit z. B. den [[Myon]]-Zerfall sehr gut. Höhere Ordnungen, also [[Feynman-Diagramm #Schleifen|Schleifendiagramme]], lassen sich nicht verlässlich berechnen, weil die Fermi-Wechselwirkung nicht [[Renormierung|renormierbar]] ist. Als Lösung wird sie durch eine vollständigere Theorie ersetzt – den Austausch von einem [[W-Boson|W-]] und einem [[Z-Boson]] wie in der renormierbaren [[Elektroschwache Wechselwirkung|elektroschwachen Wechselwirkung]] beschrieben.

Bevor die elektroschwache Theorie und das [[Standardmodell]] aufgestellt wurden, waren [[George Sudarshan]] und [[Robert Marshak]] sowie unabhängig davon [[Richard Feynman]] und [[Murray Gell-Mann]] in der Lage, die korrekte [[Tensor]]-Struktur der Vier-Fermionen-Wechselwirkung zu bestimmen: [[Vektor]] minus [[Pseudovektor]], {{nowrap|''V''−''A''}}, siehe [[V-A-Theorie]].

== {{Anker|Fermi-Konstante}} Fermi-Konstante ==
Die Stärke der Fermi-Wechselwirkung wird durch die Fermi-[[Kopplungskonstante]]  <math>G_\mathrm F</math> festgelegt. In moderner Schreibweise mit [[Natürliche Einheiten#Teilchenphysik|natürlichen Einheiten]] (<math>c=\hbar =1</math>) gilt:<ref name="CODATAgf">
{{Internetquelle
|url=https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?gf
|titel=CODATA Recommended Values (2022)
|hrsg=[[National Institute of Standards and Technology|NIST]]
|sprache=en
|kommentar=Wert für die Fermi-Konstante in GeV<sup>−2</sup>
|abruf=2022-06-10}}
</ref>

:<math>G_\mathrm F = \frac{\sqrt{2}}{8} \frac{g^{2}}{m_\mathrm{W}^{2}} = 1{,}166\,378\,7(6)\times 10^{-5} \,\mathrm{GeV}^{-2} \,.</math>

Dabei ist
* <math>g</math> die [[Kopplungskonstante]] der [[schwache Wechselwirkung|schwachen Wechselwirkung]],
* <math>m_\mathrm W</math> die Masse des [[W-Boson]]s.

Die Fermi-Konstante steht mit dem [[Vakuumerwartungswert]] des [[Higgs-Feld]]s <math>v</math> aufgrund der Beziehung <math display="inline">m_\mathrm W=\frac{1}{2}g\,v</math> in folgendem Zusammenhang:

:<math>G_\mathrm F = \frac {1}{\sqrt 2 \, v^2}</math>.

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:FermiWechselwirkung}}
[[Kategorie:Teilchenphysik]]
[[Kategorie:Quantenfeldtheorie]]
[[Kategorie:Enrico Fermi als Namensgeber]]
[[Kategorie:Schwache Wechselwirkung]]

Fermi-Wechselwirkung - Versionsgeschichte

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