W и Z бозони: Разлика помеѓу преработките

W и Z бозони  (заедно познати како слаби бозони, помалку конкретно, [[средно векторски бозони]]) се [[Елементарна честичка|елементарни честички]] кои посредуваат при [[слаба интеракција]]; нивните симболи се W+, W−, и Z. W бозоните имаат позитивен и негативен електричен полнеж од 1 [[елементарен полнеж]] соодветно и се [[античестички]] на другиот. Z бозон е електрично [[неутрален]] и е своја античестичка. Трите честички имаат спин од 1, и W бозоните имаат магнетен момент, додека Z има ништо. Сите три од овие честички се многу краткотрајни, со полуживот од околу 3×10−25 s. Откритието е голем успех за она што сега се нарекува на стандардниот модел на [[физиката на честичките]].

W бозоните се именувани по слабата сила. Физичарот [[Стивен Вајнберг]] ја именувал  дополнителната Z честичка, подоцна давајќи образложение дека тоа е последена дополнителна честичка потребна  на моделот - W бозоните веќе биле именувани - и тоа што има нула електричен полнеж.

Двата W бозони се најдобро познати како медијатори на [[неутрино]] апсорпција и емисија, каде нивниот полнеж е поврзан со електрон или позитрон емисиона или апсорпција, секогаш предизвикува [[нуклеарна трансмутацијататрансмутацијa]]. Z бозонот не е вклучен во апсорпција или емисија на електрони и позитрони.

Z бозонот го посредува трансферот на моментум, спин, и енергија кога неутринот се издвојува еластично од материјата, нешто што мора да се случи без производство или апсорпција на нови, наелектризирани честички. Ваквото однесување (што е речиси како нееластичена неутрино интеракција) се гледа во [[балонски комори]] озрачени со неутрино греди. Едноставно "се појавува" секогаш кога еден електрон во таква комора како нова слободна честичка одеднаш се движи со кинетичка енергија, и се движи во насока на неутрината како очигледен резултат на нов импулс, и ова однесување се случува почесто кога неутрино честичката е моментална, тоа се заклучува дека е резултат на неутрино интеракцијата директна со електрон. Еве, на неутрино едноставно удира на електрони и растура оддалечи од неа, пренесување на некои од импулсот на неутрино да електронот. Бидејќи (i) ниту пак неутрина електроните се погодени од [[Сила|силна сила]], (ii) неутрина се електрично неутрален (затоа не комуницирате електромагнетски), и (iii) неверојатно мали маси од овие честички се направи било гравитационата сила помеѓу нив занемарлив, таквата интеракција може да се случи преку слабата сила. Бидејќи таквите електронот не е создадена од Нуклеон, и е непроменета, освен за новите сили импулс даваше од страна на неутрино, ова слабите интеракции сила помеѓу неутрино и електронот мора да бидат со посредство на слаба сила бозон честички без обвинение. Така, оваа интеракција бара Z бозон.

Овие бозони се меѓу најтешките од елементарните честички. Со маси од 80,4 GeV / с2 и 91,2 GeV / с2, соодветно, W и Z бозоните се речиси 100 пати поголеми од [[Протон|протонот]] (потешки), па дури и од целиот [[атом]] на [[железо]]. Масите на овие бозони се значајни затоа што се движечки носители на фундаментална сила со прилично краток опсег: така нивните високи маси го ограничуваат опсегот на [[Нуклеарна физика|слабата нуклеарна сила]]. По пат на контраст, [[Електромагнетна теорија|електромагнетната сила]] има бесконечен спектар, бидејќи нејзиниот носител на сила, фотонот, има нула маса, а истото би требало на хипотетички [[Гравитација|гравитон]]. 

Сите три бозони имаат [[Спин (појаснување)|спин на честички]] s = 1. Емисијата на W + или W- бозон или го зголемува или намалува електричниот полнеж на честичката што се емитува од страна на една единица, и исто така го менува спинот за една единица. Во исто време на емисија односно апсорпција на W бозон може да го смените типот на честичката. Неутралниот Z бозон не може да го промени електричниот полнеж на  честичката.Емисијата односно апсорпцијата на Z бозон може да се промени само спин,моментум, и енергијата на другите честички.

W бозоните се најдобро познати по својата улога во [[нуклеарното распаѓање]]. Погледнете ги, на пример, [[бета распаѓањето]] на кобалт-60.

Оваа реакција не го  вклучува целиот кобалт-60 [[нуклеус]], но влијае само на  еден од нејзините 33 [[неутрони]]. Неутронот е претворен во еден [[протон]] додека исто така емитува [[електрон]] (наречен [[бета честичка]] во овој контекст) и еден електрон antineutrinoantineutrinо:

Z бозонот е своја античестичка. Така, на сите свои [[квантни броеви]] и давачки[[полнежи]] се нула. Размена на Z бозон помеѓу честички, наречени [[Интеракција|неутрална тековната интеракција]], затоа останува интеракцијата на честички непроменета, освен за трансфер на интензитет. Z бозони интеракции кои вклучуваат неутрината имаат карактеристични потписи: Тие обезбедуваат единствениот познат механизам за еластична расипување на неутрина во прашање; неутрина се речиси исто толку веројатно да растера еластично (преку размена Z бозон) како inelastically (преку W размена бозон). Првиот предвидување на Z бозони беше направен од страна на бразилскиот физичар Leite[[Жозе ХозеЛите Лопез]] во 1958 година, од страна на осмислување равенка која покажа аналогијата на слабата јадрена интеракции со електромагнетизмот. Стив Вајнберг, Шелдон Glashow и Абдус Салам користи подоцна тие резултати да развијат електрослабата обединување, во 1973 Слаби неутрален струи преку размена Z бозон беа потврдени набргу потоа во 1974 година, во неутрино експеримент во балонбалонската комора Gargamelle во ЦЕРН

По спектакуларен успех на квантната [[електродинамика]] во 1950 година, беа преземени обиди да се формулира слична теорија на слабата јадрена сила. Ова кулминира околу 1968 година, во една унифицирана теорија на електромагнетизмот и слабите интеракции со Sheldon[[Шелдон GlashowЛи Глашоу]], [[Стивен Вајнберг]] и [[Абдус Салам]], за кои тие делат [[Нобелова награда за физика|Нобеловата награда за физика]] во 1979 година. НивнитеНивнита електрослабите[[електрослаба теорија]] претпоставува не само на W бозони потребно да се објасни бета распаѓање, но и нова Z бозон, кој никогаш не бил забележан.

Фактот дека на W и Z бозони имаат маса додека фотоните се без маса беше главна пречка во развојот на електрослабата теорија. Овие честички се прецизно опишани од теоријата на мерач СУ (2), но во теорија бозони мерач мора да биде massless. Како што е случај во точка, фотонот е без маса бидејќи електромагнетизмот е опишан од (1) теорија У мерач. Некои механизам е потребно за да се пробие на СУ (2) симетрија, давајќи им можност на маса на W и Z во процесот. Едно објаснување, механизмот Хигс, беше проследен со кршење на трудови од 1964 PRL симетрија. Тоа се предвидува постоење на уште една нова честичка; на [[Хигсовиот бозон]]. Од четирите компоненти на Голдстоун бозон создадена од областа на Хигсовиот, три се "јаде" од Ж +, z0 и W- бозони да формираат надолжна компоненти, а остатокот се појавува како спин 0 Хигсовиот бозон.

Комбинација на (2) теорија на СУ мерач на слабите интеракции, на електромагнетно интеракција, како и механизмот Хигс е позната како модел на Glashow-Вајнберг-Салам. Овие денови е широко прифатен како еден од столбовите на стандардниот модел на физиката на честички. Од 13 декември 2011 година, интензивна потрага по Хигсовиот бозон врши во [[CERN|ЦЕРН]], посочи дека ако на честичките е да се најде, се чини веројатно да се најдат околу 125 GeV. На 4 јули 2012 година, на CMS и атласот експериментални соработки во [[CERN|ЦЕРН]] објави откривањето на нова [[честичка]] со маса од 125,3 ± 0.6 GeV, која се појавува во согласност со Хигсовиот бозон. 

Откривањето на W и Z бозоните се смета за голем успех за [[CERN|ЦЕРН]]. Прво, во 1973 година дојде на набљудувањето на неутрален тековните интеракции како што е предвидено од страна на електрослабата теорија. Gargamelle огромен балон комора фотографираше трагата на неколку електрони одеднаш почнуваат да се движат, навидум сами по себе. Ова се толкува како неутрино интеракција со електрони, со размена на невидена Z бозон. На неутрино е инаку невидливи, па единствениот забележителен ефект е моментумот даваше на [[Електрон|електрони]] од страна на интеракција.

Откривањето на W и Z бозоните самите мораа да чекаат за изградба на акцелератор на честички доволно моќни за да ги произведе истите. Прва ваква машина која стана достапна е [[Super Proton Synchrotron]], каде што се забележани недвосмислени сигнали на W бозони во јануари 1983 година за време на серија експерименти овозможена од страна на [[Карло RubbiaРубија]] и [[Симон ван дер Меер]]. Реалните експерименти биле повикани UA1 (предводени од Rubbia) и UA2 (предводена од Пјер Darriulat), и се заеднички напори на многу луѓе. Ван дер Меер беше на сила на крајот на педалот за гас (стохастички ладење) возењето. UA1 и UA2 откривме Z бозон, неколку месеци подоцна, во мај 1983 година Rubbia и ван дер Меер беа доделени веднаш во 1984 година Нобеловата награда за физика, повеќе невообичаен чекор за конзервативната [[Нобелова награда|Нобеловата фондација]].<ref name="Ref_c">[http://www.nobel.se/physics/laureates/1984/ 1984 Nobel Prize in physics]</ref>

W бозони може да се распаѓаат на [[лептон]] и неутрино и  до-тип кварк и одредување на типот на кварк. [[Ширината бана распаѓањето]] на W бозон на кварк-антикварк пар е пропорционален на соодветниот квадрат [[CKM матрицаматрикс]] елемент, а бројот на кварк [[бои]], NC = 3. ширини на распаѓање на бозони W се тогаш пропорционална на:

Тука, e +, μ + τ + означуваат трите [[вкусови]] на лептони (поточно, позитивно наелектризираните анти лептони). ν

τ означуваат трите вкусови на неутрина. На други честички, почнувајќи со u и г, сите означување кварковите и antiquarks (фактор NC се применува). Различните vij означи соодветното CKM матрица [[Коефициент бета|коефициенти]].

Z бозони распаѓање во fermion и нејзините [[античестичка]]. Како Z-бозон е мешавина на пред-симетрија кршење W0 и B0 бозони (види слаб агол мешање), секоја теме фактор вклучува фактор Т3 - Qsin2θW, каде Т3 е третата компонента на слаба isospin на fermion, Q е [[електричен полнеж]] на fermion (во единици на [[елементарниот полнеж]]), и θW е слаб [[агол]] на мешање. Поради слабата isospin е различна за различни таканаречени фермиони хиралност, или левак или десна рака, за спојување е различен.

[[Релативната сила]] на секој спојка може да се процени со оглед на тоа што стапките на забите вклучуваат на плоштадот на овие фактори, и сите можни дијаграми (пр сума над кварк семејства, и лево и десно придонеси). Ова е само проценка, како ние се размислува само дијаграми дрво ниво во теоријата Ферми. 

* [[Bose–Einstein statistics]]