Weinberg vinkel

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 9 juli 2020; kontroller kräver 4 redigeringar .

Weinberg-vinkeln , eller blandningsvinkeln för den svaga växelverkan , är en parameter i teorin om den elektrosvaga växelverkan mellan Weinberg och Salam , vanligtvis betecknad θ W , en av de fria parametrarna i standardmodellen av elementarpartiklar. Detta är vinkeln med vilken spontan elektrosvag symmetribrytning roterar initialplanet för neutrala vektorbosoner W 0
och Bo , vilket resulterar i en Zo -boson och en foton .

{\begin{pmatrix}\gamma \\Z^{0}\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}\cos \theta _{W}&\sin \theta _{W}\\ -\sin \theta _{W}&\cos \theta _{W}\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}B^{0}\\W^{0}\end{pmatrix}}

Var och en av termerna för den neutrala strömoperatorn är summan av en vektoroperator med en multiplikator och en axialoperator med en multiplikator , där är den tredje projektionen av det så kallade svaga isotopiska spinnet , är den elektriska laddningen av partikeln, och är Weinberg-vinkeln. Vinkeln bestämmer strukturen för neutrala strömmar och förhållandet mellan konstanterna g och e för de svaga respektive elektromagnetiska interaktionerna [1] : $I_3$ $I_{3}-2Q\sin ^{2}\theta _{W}$ $I_3$ $F$ $\theta _{W}$ $\theta _{W}$

e = g\sin\theta_w

Weinbergvinkeln anger också förhållandet mellan massorna av W ± - och Z 0 -bosoner [2] :

m_{Z}={\frac {m_{W}}{\cos \theta _{W}}}.

Weinbergvinkeln kan uttryckas i termer av gruppkopplingskonstanter och ( svag isotopisk spin g respektive svag hyperladdning g′ ): ${\displaystyle SU(2)_{L))$ $U(1)_{Y}$

\cos \theta _{W}={\frac {g}{\sqrt {g^{2}+g'^{2))))

; .

\sin \theta _{W}={\frac {g'}{\sqrt {g^{2}+g'^{2))))

Värdet på θ W är en " löpande konstant ", dvs det beror på momentumöverföringen Q i reaktionen i vilken den mäts. Detta beroende är en nyckelförutsägelse av teorin om elektrosvaga interaktioner. De mest exakta mätningarna gjordes i experiment med elektron-positronkolliderar vid ett värde av Q = 91,2 GeV/c, motsvarande Z-bosonmassan.

I praktiken är kvadraten på sinus för Weinberg-vinkeln, sin 2 θ W , vanligare . För 2004 är den bästa uppskattningen av detta värde sin 2 θ W = 0,23120 ± 0,00015 (vid Q = 91,2 GeV/c, inom det modifierade minimisubtraktionsschemat ). Experiment på studiet av paritetsicke-konservering i atomära övergångar (dvs. vid nästan noll rörelsemängdsöverföring) ger värdet av Weinberg-vinkeln med mycket sämre noggrannhet, vilket inte tillåter en att bestämma beroendet av löpkonstanten på energi. I ett experiment för att studera asymmetrin för Møller-spridning vid Q = 0,16 GeV/c , hittades värdet sin 2 θ W = 0,2397 ± 0,0013 [3] , vilket signifikant skiljer sig från ovanstående värde som erhållits vid höga energier, och gör det möjligt att fastställa beroendet av Weinberg-vinkeln på energi.

I LHCb - experimentet vid Large Hadron Collider i proton-protonkollisioner vid 7–8 TeV , värdet på den effektiva Weinberg-vinkeln sin 2 θeffW
_= 0,23142 , men momentumöverföringen i denna dimension bestäms av partonkollisionsenergin, som är nära Z-bosonmassan.

Den senaste revideringen av standarduppsättningen av fundamentala konstanter CODATA -2014 ger värdet

\sin ^{2}\theta _{\text{W}}=1-(m_{\text{W}}/m_{\text{Z}})^{2}=0,2223( 21) .

Det bör noteras att det specifika värdet av Weinberg-vinkeln inte är en förutsägelse av standardmodellen, utan dess fria parameter. För närvarande finns det ingen allmänt accepterad teori som svarar på frågan varför Weinberg-vinkeln har just detta värde, och inte någon annan.

Se även

Cabibbo Corner

Anteckningar

↑ L. B. Okun . Fysisk uppslagsverk : [i 5 volymer] / Kap. ed. A. M. Prokhorov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1994. - V. 4: Poynting - Robertson - Streamers. — S. 552–556. - 704 sid. - 40 000 exemplar. - ISBN 5-85270-087-8 .
↑ Okun L. B. Leptoner och kvarkar . - Huvudupplagan av den fysiska och matematiska litteraturen från förlaget "Nauka", 1981.
↑ Anthony P et al. Precisionsmätning av den svaga blandningsvinkeln i Møller-spridning // Phys . Varv. Lett. : journal. - American Physical Society, 2005. - Vol. 95 , nr. 8 . — S. 081601 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.95.081601 . - . - arXiv : hep-ex/0504049 . — PMID 16196849 .

Länkar

Tomilin K. A. Grundläggande fysiska konstanter i historiska och metodologiska aspekter. M.: Fizmatlit, 2006, 368 s, sid 150-154. (djvu)
C. Amsler ( Partikel Data Group ) et al. Genomgång av partikelfysik – Electroweak-modell och begränsningar för ny fysik // Fysik Bokstäver B : journal. - 2008. - Vol. 667 , nr. 1 . — S. 1 . - doi : 10.1016/j.physletb.2008.07.018 . — .
E158: En precisionsmätning av den svaga blandningsvinkeln i Møller-spridning
Q-weak: Ett precisionstest av standardmodellen och bestämning av kvarkarnas svaga laddningar genom paritetsbrytande elektronspridning