Bosonul Z

Z 0 -boson  ( Z 0 )
Compus particulă fundamentală
O familie boson
grup bosonul gauge
Participă la interacțiuni gravitațional [1] ,
slab ,
electromagnetic
Antiparticulă lui însuși
Numărul de tipuri unu
Greutate 91,1876±0,0021  GeV / s 2 [2]
Durata de viață ~3⋅10 −25 s
Teoretic justificat Glashow , Weinberg , Salam ( 1968 )
Descoperit experimentele comune UA1 și UA2 , 1983
numere cuantice
Incarcare electrica 0
taxa de culoare 0
număr barion 0
A învârti 1 h
Numărul de stări de spin 3
Hiperîncărcare slabă 0

Bosonul Z  este purtătorul de particule fundamental al interacțiunii slabe. Numele provine de la prima literă a cuvântului englez Z ero (zero), care corespunde încărcăturii particulei. Descoperirea sa în 1983 la CERN este considerată unul dintre cele mai importante succese ale Modelului Standard.

Proprietăți de bază

Bosonul Z în teoria interacțiunii electro -slabe este un „amestec” de bozon W 0 și boson B 0 . Fotonul are aceeași proprietate.

Masa bosonului Z este de aproape 97 de ori mai mare decât masa protonului și este aproximativ egală cu 91,2 GeV / c 2 . Masa bosonului este foarte importantă pentru înțelegerea forței slabe, deoarece o masă mare limitează raza de influență.

Bosonul Z nu are nicio sarcină în niciuna dintre interacțiuni, astfel încât singurul efect observabil din schimbul de bosoni Z este impulsul.

Predicție

După succesul QED în prezicerea electromagnetismului, au început încercările de a construi o teorie similară pentru interacțiunea slabă. A fost posibil să se obțină o teorie a interacțiunii electroslabe, care a explicat atât interacțiunile slabe, cât și cele electromagnetice. Teoria a fost creată de Steven Weinberg , Sheldon Glashow și Abdus Salam , pentru care cei trei au primit împreună Premiul Nobel pentru Fizică în 1979. Teoria a prezis nu numai bosonii W care au guvernat dezintegrarea beta, ci și bosonul Z nedescoperit atunci.

Singura problemă a teoriei a fost masele bosonilor - comportamentul lor a fost complet descris de grup , dar în el particulele trebuie să fie fără masă. Aceasta însemna că trebuie să existe un mecanism care rupe simetria și dă masă. Acest mecanism este cunoscut sub numele de mecanismul Higgs , iar particula care îl reglează se numește bosonul Higgs .

Descoperire

În 1973, s-au făcut observații despre interacțiunile dintre un electron și un neutrin, prezise de teoria interacțiunii electroslabe. Într-o cameră cu bule uriașă „ Gargamel ”, iradiată de un fascicul de neutrini de la accelerator, au fost observate urme de electroni, care au început brusc să se miște. Acest fenomen a fost interpretat ca interacțiunea dintre un neutrin și un electron prin schimbul unui boson Z invizibil. Neutrinii sunt, de asemenea, foarte greu de detectat, astfel încât singurul efect observabil este impulsul câștigat de electron după interacțiune.

A fost posibil să se observe bosonii direct doar odată cu apariția acceleratoarelor puternice. Primul dintre acestea a fost Super Proton Synchrotron (SPS) cu detectoare UA1 și UA2 , care a dovedit existența bosonului W ca urmare a unei serii de experimente conduse de Carlo Rubbia și Simon van der Meer . Particulele s-au născut în ciocnirile de fascicule de protoni și antiprotoni care se ciocnesc. Rubbia și Van der Meer au primit Premiul Nobel pentru Fizică în 1984 la doar un an și jumătate după descoperirea lor, o mișcare neobișnuită a Fundației Nobel, de obicei conservatoare.

Decadere

Bosonul Z are 2 canale principale de dezintegrare [2] :

Vezi și

Note

  1. ↑ Uimitoarea lume din interiorul nucleului atomic. Întrebări după prelegere Arhivat 15 iulie 2015. , FIAN, 11 septembrie 2007
  2. ↑ 1 2 J. Beringer și colab . (Grupul de date despre particule), Phys. Rev. D86, 010001 (2012). Bosoni Gauge, Z - boson. Disponibil la pdglive.lbl.gov Arhivat din original pe 12 iulie 2012.  (Engleză)

Link -uri