Weinbergův úhel

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 9. července 2020; kontroly vyžadují 4 úpravy .

Weinbergův úhel neboli směšovací úhel slabé interakce je parametr v teorii Weinberg - Salamovy elektroslabé interakce , obvykle označovaný jako θW , jeden z volných parametrů Standardního modelu elementárních částic. Toto je úhel, o který spontánní elektroslabé porušení symetrie otočí počáteční rovinu neutrálních vektorových bosonů W 0
a Bo , což vede k Zo - bosonu a fotonu .

{\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}}

Každý z členů operátoru neutrálního proudu je součtem vektorového operátoru s multiplikátorem a axiálního operátoru s multiplikátorem , kde je třetí projekce tzv. slabého izotopového spinu , je elektrický náboj částice a je Weinbergův úhel. Úhel určuje strukturu neutrálních proudů a vztah mezi konstantami g a e slabé a elektromagnetické interakce [1] : $I_3$ $I_{3}-2Q\sin ^{2}\theta _{W}$ $I_3$ $Q$ $\theta _{W}$ $\theta _{W}$

e = g\sin\theta_w

Weinbergův úhel také určuje poměr mezi hmotnostmi W ± - a Z 0 -bosonů [2] :

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

Weinbergův úhel lze vyjádřit pomocí skupinových vazebných konstant a ( slabý izotopický spin g a slabý hypernáboj 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))))

Hodnota θ W je " běžná konstanta ", tj. závisí na přenosu hybnosti Q v reakci, ve které je měřena. Tato závislost je klíčovou predikcí teorie elektroslabých interakcí. Nejpřesnější měření byla provedena v experimentech na elektron-pozitronových urychlovačích při hodnotě Q = 91,2 GeV/c, odpovídající hmotnosti Z-bosonu.

V praxi se častěji používá druhá mocnina sinu Weinbergova úhlu, sin 2 θ W . Pro rok 2004 je nejlepší odhad této hodnoty sin 2 θ W = 0,23120 ± 0,00015 (při Q = 91,2 GeV/c, v rámci upraveného schématu minimálního odečítání ). Experimenty se studiem nezachování parity v atomových přechodech (tj. při téměř nulovém přenosu hybnosti) udávají hodnotu Weinbergova úhlu s mnohem horší přesností, což neumožňuje určit závislost běhové konstanty na energii. V experimentu ke studiu asymetrie Møllerova rozptylu při Q = 0,16 GeV/c byla zjištěna hodnota sin 2 θ W = 0,2397 ± 0,0013 [3] , která se významně liší od výše uvedené hodnoty získané při vysokých energiích, a umožňuje stanovit závislost Weinbergova úhlu na energii.

V experimentu LHCb na Velkém hadronovém urychlovači při srážkách protonů a protonů při 7–8 TeV byla hodnota efektivního Weinbergova úhlu sin 2 θeffW
_= 0,23142 , ale přenos hybnosti v této dimenzi je určen energií srážky partonů, která je blízká hmotnosti Z-bosonu.

Poslední revize standardní sady základních konstant CODATA -2014 uvádí hodnotu

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

Je třeba poznamenat, že konkrétní hodnota Weinbergova úhlu není predikcí Standardního modelu, ale jeho volným parametrem. V současnosti neexistuje žádná obecně přijímaná teorie, která by odpovídala na otázku, proč má Weinbergův úhel tuto konkrétní hodnotu a ne nějakou jinou.

Viz také

Cabibbo Corner

Poznámky

↑ L. B. Okun . Fyzická encyklopedie : [v 5 svazcích] / kap. vyd. A. M. Prochorov . - M . : Velká ruská encyklopedie , 1994. - V. 4: Poynting - Robertson - Streamers. — S. 552–556. - 704 s. - 40 000 výtisků. - ISBN 5-85270-087-8 .
↑ Okun L. B. Leptony a kvarky . - Hlavní vydání fyzikální a matematické literatury nakladatelství "Nauka", 1981.
↑ Anthony P a kol. Přesné měření slabého směšovacího úhlu v Møllerově rozptylu // Phys . Rev. Lett. : deník. - Americká fyzikální společnost, 2005. - Sv. 95 , č. 8 . — P. 081601 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.95.081601 . - . - arXiv : hep-ex/0504049 . — PMID 16196849 .

Odkazy

Tomilin K. A. Základní fyzikální konstanty v historických a metodologických aspektech. M.: Fizmatlit, 2006, 368 s, strany 150-154. (djvu)
C. Amsler ( Particle Data Group ) a kol. Přehled částicové fyziky – Elektroslabý model a omezení nové fyziky // Physics Letters B : deník. - 2008. - Sv. 667 , č.p. 1 . — P. 1 . - doi : 10.1016/j.physletb.2008.07.018 . — .
E158: Přesné měření slabého směšovacího úhlu v Møllerově rozptylu
Q-slabý: Test přesnosti standardního modelu a stanovení slabého náboje kvarků prostřednictvím rozptylu elektronů narušujících paritu