Z-boson

Z 0 -boson  ( Z 0 )
Sloučenina základní částice
Rodina boson
Skupina kalibrační boson
Účastní se interakcí gravitační [1] ,
slabý ,
elektromagnetický
Antičástice jemu
Počet typů jeden
Hmotnost 91,1876±0,0021  GeV / s2 [ 2 ]
Život ~3⋅10 −25 s
Teoreticky oprávněné Glashow , Weinberg , Salam ( 1968 )
Objevil společné experimenty UA1 a UA2 , 1983
kvantová čísla
Elektrický náboj 0
barevný náboj 0
baryonové číslo 0
Roztočit 1 h
Počet stavů otáčení 3
Slabý hypernáboj 0

Z-boson  je základním částicovým nosičem slabé interakce. Název pochází z prvního písmene anglického slova Z ero (nula), které odpovídá náboji částice. Jeho objev v roce 1983 v CERNu je považován za jeden z nejdůležitějších úspěchů Standardního modelu.

Základní vlastnosti

Z-boson v teorii elektroslabé interakce je „směsí“ W 0 -bosonu a B 0 -bosonu. Foton má stejnou vlastnost.

Hmotnost Z-bosonu je téměř 97krát větší než hmotnost protonu a je přibližně rovna 91,2 GeV / c 2 . Hmotnost bosonu je velmi důležitá pro pochopení slabé síly, protože velká hmotnost omezuje poloměr vlivu.

Boson Z nemá žádný náboj v žádné z interakcí, takže jediným pozorovatelným efektem výměny bosonů Z je hybnost.

Předpověď

Po úspěchu QED v předpovídání elektromagnetismu začaly pokusy o konstrukci podobné teorie pro slabou interakci. Bylo možné získat teorii elektroslabé interakce, která vysvětlila jak slabé, tak elektromagnetické interakce. Teorii vytvořili Steven Weinberg , Sheldon Glashow a Abdus Salam , za kterou tito tři společně obdrželi v roce 1979 Nobelovu cenu za fyziku. Teorie předpovídala nejen bosony W, které řídily rozpad beta, ale také tehdy neobjevený boson Z.

Jediným problémem teorie byly hmotnosti bosonů - jejich chování zcela popsala skupina , ale v ní částice musí být bez hmotnosti. To znamenalo, že musí existovat nějaký mechanismus, který naruší symetrii a dodá hmotu. Tento mechanismus je známý jako Higgsův mechanismus a částice, která jej reguluje, se nazývá Higgsův boson .

Objev

V roce 1973 byla provedena pozorování interakcí mezi elektronem a neutrinem, které předpověděla teorie elektroslabé interakce. V obrovské bublinové komoře „ Gargamel “, ozářené paprskem neutrin z urychlovače, byly pozorovány stopy elektronů, které se náhle začaly pohybovat. Tento jev byl interpretován jako interakce neutrina a elektronu prostřednictvím výměny neviditelného Z-bosonu. Neutrina jsou také velmi obtížně detekovatelná, takže jediným pozorovatelným efektem je hybnost získaná elektronem po interakci.

Přímo bosony bylo možné pozorovat až s příchodem silných urychlovačů. Prvním z nich byl Super Proton Synchrotron (SPS) s detektory UA1 a UA2 , který prokázal existenci W-bosonu jako výsledek série experimentů vedených Carlem Rubbiou a Simonem van der Meerem . Částice se zrodily při srážkách svazků protonů a antiprotonů. Rubbia a Van der Meerovi byla v roce 1984 udělena Nobelova cena za fyziku pouhý rok a půl po jejich objevu, což je neobvyklý krok obvykle konzervativní Nobelovy nadace.

Rozpad

Z-boson má 2 hlavní rozpadové kanály [2] :

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Úžasný svět uvnitř atomového jádra. Otázky po přednášce Archivováno 15. července 2015. , FIAN, 11. září 2007
  2. ↑ 1 2 J. Beringer a kol . (Skupina údajů o částicích), Phys. Rev. D86, 010001 (2012). Kalibrační bosony, Z - boson. Dostupné na pdglive.lbl.gov Archivováno z originálu 12. července 2012.  (Angličtina)

Odkazy