Z-boson

Z 0 -boson  ( Z 0 )
Förening fundamental partikel
En familj boson
Grupp mäta boson
Deltar i interaktioner gravitationell [1] ,
svag ,
elektromagnetisk
Antipartikel till sig själv
Antal typer ett
Vikt 91,1876±0,0021  GeV / s 2 [2]
Livstid ~3⋅10 −25 s
Teoretiskt motiverat Glashow , Weinberg , Salam ( 1968 )
Upptäckt gemensamma experiment UA1 och UA2 , 1983
kvanttal
Elektrisk laddning 0
färgladdning 0
baryonnummer 0
Snurra 1 h
Antal spin-tillstånd 3
Svag hyperladdning 0

Z-bosonen  är den grundläggande partikelbäraren för den svaga interaktionen. Namnet kommer från den första bokstaven i det engelska ordet Z ero (noll), som motsvarar partikelns laddning. Dess upptäckt 1983 vid CERN anses vara en av de viktigaste framgångarna för standardmodellen.

Grundläggande egenskaper

Z-boson i teorin om elektrosvag interaktion är en "blandning" av W 0 -boson och B 0 -boson. Fotonen har samma egenskap.

Z-bosonens massa är nästan 97 gånger större än protonens massa och är ungefär lika med 91,2 GeV / c 2 . Bosonens massa är mycket viktig för att förstå den svaga kraften, eftersom en stor massa begränsar påverkansradien.

Z-bosonen har ingen laddning i någon av interaktionerna, så den enda observerbara effekten från utbytet av Z-bosoner är momentum.

Förutsägelse

Efter framgången med QED med att förutsäga elektromagnetism, började försök att konstruera en liknande teori för den svaga interaktionen. Det var möjligt att få fram en teori om den elektrosvaga interaktionen, som förklarade både den svaga och elektromagnetiska interaktionen. Teorin skapades av Steven Weinberg , Sheldon Glashow och Abdus Salam , för vilka de tre tillsammans fick 1979 års Nobelpris i fysik. Teorin förutspådde inte bara W-bosonerna som styrde beta-förfall, utan också den då oupptäckta Z-bosonen.

Det enda problemet med teorin var massan av bosoner - deras beteende beskrevs fullständigt av gruppen , men i den måste partiklarna vara masslösa. Detta innebar att det måste finnas någon mekanism som bryter symmetrin och ger massa. Denna mekanism är känd som Higgs-mekanismen och partikeln som reglerar den kallas Higgs-bosonen .

Upptäckt

1973 gjordes observationer av interaktioner mellan en elektron och en neutrino, förutspått av teorin om den elektrosvaga interaktionen. I en enorm bubbelkammare " Gargamel ", bestrålad av en stråle av neutriner från acceleratorn, observerades spår av elektroner, som plötsligt började röra sig. Detta fenomen tolkades som interaktionen mellan en neutrino och en elektron genom utbyte av en osynlig Z-boson. Neutriner är också mycket svåra att upptäcka, så den enda observerbara effekten är det momentum som fås av elektronen efter interaktionen.

Det var möjligt att observera bosoner direkt endast med tillkomsten av kraftfulla acceleratorer. Den första av dessa var Super Proton Synchrotron (SPS) med UA1- och UA2 -detektorer, som bevisade existensen av W-boson som ett resultat av en serie experiment ledda av Carlo Rubbia och Simon van der Meer . Partiklar föddes i kollisioner av kolliderande strålar av protoner och antiprotoner. Rubbia och Van der Meer tilldelades Nobelpriset i fysik 1984 bara ett och ett halvt år efter upptäckten, ett ovanligt drag av den vanligtvis konservativa Nobelstiftelsen.

Decay

Z-bosonen har 2 huvudsakliga sönderfallskanaler [2] :

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Den fantastiska världen inuti atomkärnan. Frågor efter föreläsningen Arkiverad 15 juli 2015. , FIAN, 11 september 2007
  2. ↑ 1 2 J. Beringer et al . (Partikeldatagrupp), Phys. Varv. D86, 010001 (2012). Mätare bosoner, Z - boson. Tillgänglig på pdglive.lbl.gov Arkiverad från originalet den 12 juli 2012.  (Engelsk)

Länkar