W и Z-бозоны

В ^±
и
С ⁰
Бозоны
Состав	Элементарная частица
Статистика	бозонный
Семья	Калибровочный бозон
Взаимодействия	Слабое взаимодействие
Теоретический	Глэшоу , Вайнберг , Салам (1968)
Обнаруженный	UA1 и UA2 Сотрудничество , ЦЕРН , 1983 г.
Масса	W: 80,377 ± 0,012 ГэВ/ c 2 (2022) ; Z: 91,1876 ± 0,0021 ГэВ/ c 2
Ширина затухания	W: 2,085 ± 0,042 ГэВ ; Z: 2,4952 ± 0,0023 ГэВ
Электрический заряд	Вт: ±1 е ; З: 0 е
Вращаться	1 час
Слабый изоспин	Вт: ±1 ; З: 0
Слабый гиперзаряд	0

В физике элементарных частиц W- и Z-бозоны представляют собой векторные бозоны , которые вместе известны как слабые бозоны или, в более общем смысле, как промежуточные векторные бозоны . Эти элементарные частицы опосредуют слабое взаимодействие ; соответствующие символы
В ⁺
,
В ⁻
, и
С ⁰
.
В ^±
Бозоны имеют положительный или отрицательный электрический заряд в 1 элементарный заряд друг друга и являются античастицами .
С ⁰
бозон электрически нейтрален и является собственной античастицей. Каждая из трёх частиц имеет спин , равный 1.
В ^±
бозоны обладают магнитным моментом, но
С ⁰
не имеет ни одного. Все три эти частицы очень недолговечны, с периодом полураспада около 3 × 10 ⁻²⁵с . Их экспериментальное открытие сыграло решающую роль в создании того, что сейчас называется Стандартной моделью физики элементарных частиц .

The
В
бозоны названы в честь слабого взаимодействия. Физик Стивен Вайнберг назвал дополнительную частицу «
С
частица", ^[4]а позже объяснил, что это была последняя дополнительная частица, необходимая модели.
В
бозоны уже были названы, и
С
Бозоны получили свое название из-за отсутствия электрического заряда. ^[5]

Два
В
бозоны являются проверенными медиаторами нейтрино поглощения и испускания . В ходе этих процессов
В ^±
Заряд бозона вызывает эмиссию или поглощение электронов или позитронов, вызывая тем самым ядерную трансмутацию .

The
С
бозон обеспечивает передачу импульса, спина и энергии при упругом рассеянии нейтрино от материи (процесс, сохраняющий заряд). Такое поведение почти так же распространено, как неупругое взаимодействие нейтрино, и может наблюдаться в пузырьковых камерах при облучении пучками нейтрино.
С
бозон не участвует в поглощении или испускании электронов или позитронов. Всякий раз, когда электрон наблюдается как новая свободная частица, внезапно движущаяся с кинетической энергией, предполагается, что это результат взаимодействия нейтрино с электроном (с передачей импульса через Z-бозон), поскольку такое поведение происходит чаще, когда нейтрино луч присутствует. В этом процессе нейтрино просто сталкивается с электроном (посредством обмена бозоном), а затем рассеивается от него, передавая часть импульса нейтрино электрону. ^[а]

Основные свойства [ править ]

Эти бозоны относятся к числу тяжеловесов элементарных частиц. С массой 80,4 ГэВ/ c ² и 91,2 ГэВ/ c ², соответственно,
В
и
С
Бозоны почти в 80 раз массивнее протона – даже тяжелее целых железа атомов .

Их большие массы ограничивают диапазон слабого взаимодействия. Напротив, фотон является носителем электромагнитной силы и имеет нулевую массу, что соответствует бесконечному диапазону электромагнетизма ; Ожидается , что гипотетический гравитон также будет иметь нулевую массу. (Хотя глюоны также считаются имеющими нулевую массу, диапазон действия сильного ядерного взаимодействия ограничен по разным причинам; см. «Цветовое ограничение» .)

Все три бозона имеют спин частицы s = 1. Испускание
В ⁺
или
В ⁻
Бозон либо понижает, либо увеличивает электрический заряд излучающей частицы на одну единицу, а также изменяет спин на одну единицу. В то же время выделение или поглощение
В ^±
бозон может изменить тип частицы – например, превратить странный кварк в ап-кварк . Нейтральный Z-бозон не может изменить электрический заряд какой-либо частицы, равно как и любой другой из так называемых « зарядов » (таких как странность , барионное число , очарование и т. д.). Выделение или поглощение
С ⁰
бозон может изменить только спин, импульс и энергию другой частицы. (См. также Слабый нейтральный ток .)

слабым ядерным взаимодействием Отношения со

The
В
и
С
Бозоны — это частицы-носители, которые передают слабое ядерное взаимодействие, так же как фотон является частицей-носителем электромагнитного взаимодействия.

W-бозоны [ править ]

The
В ^±
бозоны наиболее известны своей ролью в ядерном распаде . Рассмотрим, например, бета-распад кобальта -60 .

⁶⁰
₂₇ Ко
→ ⁶⁰
₂₈ Ни
⁺ +
Это ⁻
+
н
_Это

кобальта-60 В этой реакции не участвует все ядро , а затрагивается только один из 33 его нейтронов. Нейтрон превращается в протон, одновременно испуская электрон (в данном контексте называемый бета-частицей ) и электронное нейтрино:

н ⁰
→
п ⁺
+
Это ⁻
+
н
_Это

Опять же, нейтрон — это не элементарная частица, а смесь верхнего и двух нижних кварков (
в

д

д
). Это один из нижних кварков, который взаимодействует при бета-распаде, превращаясь в верхний кварк с образованием протона (
в

в

д
). Таким образом, на самом фундаментальном уровне слабое взаимодействие меняет аромат отдельного кварка:

д
→
в
+
В ⁻

за которым сразу же следует распад
В ⁻
сам:

В ⁻
→
Это ⁻
+
н
_Это

Z-бозоны [ править ]

The
С ⁰
бозон — это собственная античастица . Таким образом, все его ароматные квантовые числа и заряды равны нулю. Обмен
С
бозон между частицами, называемое взаимодействием нейтрального тока , поэтому оставляет взаимодействующие частицы незатронутыми, за исключением передачи спина и/или импульса . ^[б]

С
Бозонные взаимодействия с участием нейтрино имеют четкие признаки: они обеспечивают единственный известный механизм упругого рассеяния нейтрино в веществе; нейтрино почти с такой же вероятностью будут упруго рассеиваться (за счет
С
обмен бозоном), так и неупруго (через обмен W-бозоном). ^[с] Слабые нейтральные токи через
С
бозонный обмен был подтвержден вскоре после этого (также в 1973 году) в нейтринном эксперименте в Гаргамеля пузырьковой камере в ЦЕРНе . ^[8]

Прогнозы W ⁺, В ⁻ и З ⁰ бозоны [ править ]

Диаграмма Фейнмана, показывающая обмен пары
В
бозоны. Это один из главных членов, способствующих нейтральным колебаниям Каона .

После успеха квантовой электродинамики в 1950-х годах были предприняты попытки сформулировать аналогичную теорию слабого ядерного взаимодействия. в 1968 году единой теории электромагнетизма и слабых взаимодействий Кульминацией этого процесса стала разработка Шелдоном Глэшоу , Стивеном Вайнбергом и Абдусом Саламом , за которую они получили в 1979 году Нобелевскую премию по физике . ^[7]^[с] Их электрослабая теория постулировала не только
В
бозоны, необходимые для объяснения бета-распада, но и новый
С
бозон, который никогда не наблюдался.

Тот факт, что
В
и
С
бозоны имеют массу, а фотоны безмассовые, что было главным препятствием в разработке электрослабой теории. Эти частицы точно описываются калибровочной SU(2) теорией , но бозоны в калибровочной теории должны быть безмассовыми. Например, фотон безмассовый, поскольку электромагнетизм описывается калибровочной теорией U(1) . Требуется какой-то механизм, чтобы нарушить симметрию SU(2), придав массу
В
и
С
в процессе. механизм Хиггса , впервые предложенный в 1964 году в статьях о нарушении симметрии PRL Эту роль выполняет . Для этого необходимо существование еще одной частицы, бозона Хиггса , который с тех пор был обнаружен на Большом адронном коллайдере . Из четырех компонентов бозона Голдстоуна , созданного полем Хиггса, три поглощаются
В ⁺
,
С ⁰
, и
В ⁻
бозоны образуют свои продольные компоненты, а остаток появляется как бозон Хиггса со спином 0.

Комбинация калибровочной теории слабого взаимодействия SU(2), электромагнитного взаимодействия и механизма Хиггса известна как модель Глэшоу-Вайнберга-Салама . Сегодня он широко признан одним из столпов Стандартной модели физики элементарных частиц, особенно с учетом открытия в 2012 году бозона Хиггса в CMS и ATLAS экспериментах .

Модель предсказывает, что
В ^±
и
С ⁰
бозоны имеют следующие массы:

{\begin{aligned}m_{{\text{W}}^{\pm }}&={\tfrac {1}{2}}vg\\m_{{\text{Z}}^{0}}&={\tfrac {1}{2}}v{\sqrt {g^{2}+{g'}^{2}}}\end{aligned}}

где $g$ – калибровочная связь SU(2), $g'$ – калибровочная связь U(1), а $v$ Хиггса — математическое ожидание вакуума .

Открытие [ править ]

Гаргамеля ЦЕРНе Пузырьковая камера , сейчас выставленная в

В отличие от бета-распада, наблюдение взаимодействий нейтрального тока, в которых участвуют частицы, отличные от нейтрино, требует огромных инвестиций в ускорители частиц и детекторы частиц , которые доступны лишь в нескольких лабораториях физики высоких энергий в мире (и то только после 1983 года). Это потому что
С
Бозоны ведут себя примерно так же, как фотоны, но не становятся важными до тех пор, пока энергия взаимодействия не станет сравнимой с относительно огромной массой бозона.
С
бозон.

Открытие
В
и
С
бозонов считалось большим успехом ЦЕРН. Сначала, в 1973 году, было обнаружено взаимодействие нейтральных токов, предсказанное электрослабой теорией. Огромная пузырьковая камера Гаргамеля фотографировала треки, образованные взаимодействиями нейтрино, и наблюдала события, в которых нейтрино взаимодействовало, но не производило соответствующий лептон. Это признак взаимодействия нейтрального тока, который интерпретируется как обмен нейтрино невидимым
С
бозон с протоном или нейтроном в пузырьковой камере. В противном случае нейтрино невозможно обнаружить, поэтому единственным наблюдаемым эффектом является импульс, сообщаемый протону или нейтрону в результате взаимодействия.

Открытие
В
и
С
самим бозонам пришлось ждать, пока будет построен ускоритель частиц, достаточно мощный для их производства. Первой такой машиной, ставшей доступной, стал Суперпротонный синхротрон , в котором однозначные сигналы
В
Бозоны были замечены в январе 1983 года в ходе серии экспериментов, ставших возможными благодаря Карло Руббиа и Симону ван дер Мееру . Фактические эксперименты назывались UA1 (под руководством Руббиа) и UA2 (под руководством Пьера Дарриула ). ^[9]и были совместными усилиями многих людей. Ван дер Меер был движущей силой на стороне ускорителя ( стохастическое охлаждение ). UA1 и UA2 нашли
С
бозон несколько месяцев спустя, в мае 1983 года. Руббиа и ван дер Меер были незамедлительно удостоены Нобелевской премии по физике 1984 года, что стало самым необычным шагом для консервативного Нобелевского фонда . ^[10]

The
В ⁺
,
В ⁻
, и
С ⁰
бозоны вместе с фотоном (
с
), содержат четыре калибровочных бозона электрослабого взаимодействия .

Неожиданное измерение массы W-бозона в году 2022

До 2022 года измерения массы W-бозона, казалось, соответствовали Стандартной модели. Например, в 2021 году экспериментальные измерения массы W-бозона, по оценкам, сошлись в районе 80 379 ± 12 МэВ . ^[11]

Однако в апреле 2022 года новый анализ данных, полученных на коллайдере Фермилаб Тэватрон перед его закрытием в 2011 году, определил массу W-бозона равной 80 433 ± 9 МэВ , что на семь стандартных отклонений выше предсказанного Стандартом. Модель, что означает, что если модель верна ^[12] должна быть только одна триллионная вероятность того, что такая большая масса возникла из-за несистематической ошибки наблюдения, . ^[13] По словам Ашутоша Котвала из Университета Дьюка и руководителя программы «Коллайдер-детектор» в коллаборации Фермилаб, используемая светимость нижнего луча снижает вероятность того, что интересующие события будут скрыты другими столкновениями, а использование протон-антипротонных столкновений упрощает процесс образования кварков. – аннигиляция антикварка, который затем распался на лептон и нейтрино . ^[14] Команда намеренно зашифровала свои данные и скрыла от себя любые предварительные результаты до завершения анализа, чтобы предотвратить «предвзятость подтверждения», искажающую их интерпретацию данных. ^[15] Котвал описал это как «самую большую трещину в этой прекрасной теории», предположив, что это может быть «первым явным свидетельством» других сил или частиц, не учтенных Стандартной моделью и которые могут быть объяснены такими теориями, как суперсимметрия . ^[13] Лауреат Нобелевской премии физик-теоретик Франк Вильчек назвал этот результат «монументальной работой». ^[15]

Помимо того, что новое измерение несовместимо со Стандартной моделью, оно также несовместимо с предыдущими измерениями, такими как ATLAS. Это говорит о том, что либо старые, либо новые измерения, несмотря на все меры предосторожности, имеют неожиданную систематическую ошибку, например, необнаруженную особенность оборудования. Будущие эксперименты с БАК могут помочь определить, какой набор измерений является правильным. ^[15] Заместитель директора Fermilab Джозеф Ликкен повторил, что «... (новое) измерение должно быть подтверждено другим экспериментом, прежде чем его можно будет полностью интерпретировать». ^[16] Маттиас Шотт из Университета Майнца прокомментировал: «Я не думаю, что нам нужно обсуждать, какая новая физика могла бы объяснить несоответствие между CDF [детектором коллайдеров в Фермилабе] и Стандартной моделью – мы сначала должны понять, почему измерение CDF является в сильном напряжении со всеми [другими измерениями]». ^[17]

В 2023 году эксперимент ATLAS опубликовал улучшенное измерение массы W-бозона, 80 360 ± 16 МэВ , которое совпало с предсказаниями Стандартной модели. ^[18]^[19] Комбинация всех измерений массы W-бозона, исключая измерение по CDF, дает значение (80369,2 ± 13,3) МэВ/с², которое отклоняется от измерения CDF со значимостью 3,6σ. ^[20]

Распад [ править ]

The
В
и
С
бозоны распадаются на пары фермионов , но ни
В
ни
С
с наибольшей массой Бозоны обладают достаточной энергией, чтобы распасться на топ-кварк . Пренебрегая эффектами фазового пространства и поправками более высокого порядка, простые оценки их долей ветвления можно рассчитать на основе констант связи .

W-бозоны [ править ]

В
бозоны могут распадаться на лептон и антилептон (один из них заряжен, другой нейтральен) ^[д] или кварку и антикварку дополнительных типов (с противоположными электрическими зарядами ± + 1/3 и ∓ + 2/3 ) . Ширина распада бозона на пару кварк-антикварк пропорциональна соответствующему квадрату матричного элемента CKM и числу цветов кварков $NC$ _{W -} = 3 . Ширина затухания W ⁺ бозона тогда пропорциональны:

Лептоны		Кварки
Это ⁺ н _Это	1	в д	3 $\|V_{\text{ud}}\|^{2}$	в с	3 $\|V_{\text{us}}\|^{2}$	в б	3 $\|V_{\text{ub}}\|^{2}$
м ⁺ н _м	1	с д	3 $\|V_{\text{cd}}\|^{2}$	с с	3 $\|V_{\text{cs}}\|^{2}$	с б	3 $\|V_{\text{cb}}\|^{2}$
т ⁺ н _т	1	Сохранение энергии предотвращает распад до т .

Здесь,
Это ⁺
,
м ⁺
,
т ⁺
обозначают три аромата лептонов (точнее, положительно заряженные антилептоны ).
н
_Это ,
н
_м ,
н
_τ обозначают три сорта нейтрино. Остальные частицы, начиная с
в
и
д
, все обозначают кварки и антикварки ( $NC$ _{коэффициент} применяется ). Различные $\,V_{ij}\,$ обозначают соответствующие коэффициенты матрицы СКМ . ^[Это]

Унитарность матрицы CKM означает, что $~|V_{\text{ud}}|^{2}+|V_{\text{us}}|^{2}+|V_{\text{ub}}|^{2}~=$ $~|V_{\text{cd}}|^{2}+|V_{\text{cs}}|^{2}+|V_{\text{cb}}|^{2}=1~,$ таким образом, сумма каждой из двух строк кварков равна 3. лептонного ветвления Следовательно, коэффициенты
В
бозоны примерно $\,B(\mathrm {e} ^{+}\mathrm {\nu } _{\mathrm {e} })=\,$ $\,B(\mathrm {\mu } ^{+}\mathrm {\nu } _{\mathrm {\mu } })=\,$ $\,B(\mathrm {\tau } ^{+}\mathrm {\nu } _{\mathrm {\tau } })=\,$ 1/9 . В коэффициенте адронного ветвления преобладает коэффициент, благоприятствующий CKM.
в

д
и
с

с
конечные состояния. сумма коэффициентов ветвления адронов Экспериментально измеренная составила 67,60 ± 0,27% , при этом $\,B(\ell ^{+}\mathrm {\nu } _{\ell })=\,$ 10.80 ± 0.09% . ^[21]

С ⁰ бозон [ править ]

С
бозоны распадаются на фермион и его античастицу. Как
С ⁰
бозон представляет собой смесь нарушающих предсимметрию
В ⁰
и
Б ⁰
бозонов (см. угол слабого смешивания ), каждый вершинный фактор включает в себя фактор $~T_{3}-Q\sin ^{2}\,\theta _{\mathsf {W}}~,$ где $\,T_{3}\,$ - третья компонента слабого изоспина фермиона («заряд» слабого взаимодействия), $\,Q\,$ – электрический заряд фермиона (в единицах элементарного заряда ), а $\;\theta _{\mathsf {w}}\;$ – угол слабого смешивания . Поскольку слабый изоспин $(\,T_{3}\,)$ различна для фермионов разной киральности , как левой, так и правой , связь также различна.

Относительную скорости силу каждой связи можно оценить, учитывая, что распада включают квадрат этих факторов и все возможные диаграммы (например, сумму по семействам кварков, а также левый и правый вклады). Результаты, представленные в таблице ниже, являются лишь оценками, поскольку они включают только диаграммы взаимодействия на уровне дерева в теории Ферми .

Частицы		Слабый изоспин $(\,T_{3}\,)$		Относительный фактор	Коэффициент разветвления
Имя	Символы	ЛЕВЫЙ	ВЕРНО	Относительный фактор	Прогнозируется для $x$ = 0,23	Экспериментальные измерения ^[22]
Нейтрино (все)	н _Это , н _м , н _т	1 / 2	0 ^[ф]	3 ( 1 / 2 ) ²	20.5%	20.00 ± 0.06%
Заряженные лептоны (все)	Это ⁻ , м ⁻ , т ⁻			3 (− 1/2 + $х$ ) ² + $3x$ ²	10.2%	10.097 ± 0.003%
Электрон	Это ⁻	− 1/2 + $х$	$Икс$	(− 1/2 + $х$ ) ² + $х$ ²	3.4%	3.363 ± 0.004%
Мюон	м ⁻	− 1/2 + $х$	$Икс$	(− 1/2 + $х$ ) ² + $х$ ²	3.4%	3.366 ± 0.007%
Да	т ⁻	− 1/2 + $х$	$Икс$	(− 1/2 + $х$ ) ² + $х$ ²	3.4%	3.367 ± 0.008%
Адроны					69.2%	69.91 ± 0.06%
Кварки нижнего типа	д , с , б	− 1 / 2 + 1/3 $х$	1/3 $х$	3 (− 1 / 2 + 1/3 $х$ ) ² + 3 ( 1/3 $х$ ) ²	15.2%	15.6 ± 0.4%
Кварки Up-типа ( * кроме т )	в , с	1 / 2 − 2 / 3 $х$	− 2 / 3 $х$	3 ( 1 / 2 − 2/3 $х$ ) ² + 3 (− 2/3 $х$ ) ²	11.8%	11.6 ± 0.6%

Для компактности обозначений в таблице используются

~x=\sin ^{2}\,\theta _{\text{W}}~.

* Невозможный распад на пару топ-кварк -антикварк исключен из таблицы. ^[г]

Подзаголовки ЛЕВЫЙ и ПРАВЫЙ обозначают киральность или «рукакость» фермионов. ^[ф]

В 2018 году коллаборация CMS наблюдала первый эксклюзивный распад
С
бозона к ψ-мезону и паре лептон -антилептон. ^[23]

См. также [ править ]

Статистика Бозе – Эйнштейна - Описание поведения бозонов.
Список частиц
Математическая формулировка Стандартной модели - Математика модели физики элементарных частиц.
Слабый заряд
Бозоны W 'и Z' - гипотетические частицы в физике
Бозоны X и Y - гипотетические элементарные частицы: аналогичная пара бозонов, предсказанная Теорией Великого Объединения.
ZZ дибозон - субатомные частицы

Сноски [ править ]

^ Поскольку на нейтрино не влияет ни сильное взаимодействие, ни электромагнитное взаимодействие , а также поскольку гравитационная сила между субатомными частицами незначительна, по дедукции (технически, похищению ) такое взаимодействие может происходить только через слабое взаимодействие. Поскольку такой электрон не создается из нуклона (оставшееся ядро остается таким же, как и раньше) и улетающий электрон не изменяется, за исключением импульса, сообщаемого нейтрино, то это силовое взаимодействие между нейтрино и электроном должно быть опосредовано электромагнитно нейтральный бозон слабого взаимодействия . Таким образом, поскольку не известно никакого другого нейтрального носителя силы, взаимодействующего с нейтрино, наблюдаемое взаимодействие должно было происходить путем обмена
С ⁰
бозон.
^ Однако см. Нейтральный ток, изменяющий вкус, где высказано предположение о том, что редкий
С
обмен может привести к изменению вкуса.
^ Перейти обратно: ^а ^б Первое предсказание о
С
Бозоны были созданы бразильским физиком Хосе Лейте Лопесом в 1958 году. ^[6]разработав уравнение, которое показало аналогию слабых ядерных взаимодействий с электромагнетизмом. Стив Вайнберг, Шелдон Глэшоу и Абдус Салам позже использовали эти результаты для разработки электрослабого объединения. ^[7] в 1973 году.
^ В частности:

В ⁻
→ заряженный лептон + антинейтрино

В ⁺
→ заряженный антилептон + нейтрино
^ Каждую запись в столбце лептонов также можно записать как три распада, например, для первой строки как
Это ⁺

н
₁,
Это ⁺

н
₂,
Это ⁺

н
₃ , для каждого собственного состояния массы нейтрино с шириной распада, пропорциональной $\,|U_{\text{e1}}|^{2}\,,$ $\,|U_{\text{e2}}|^{2}\,,$ $\,|U_{\text{e3}}|^{2}\,$ ( элементы матрицы PMNS ), но в настоящее время эксперименты по измерению распадов не могут различить собственные состояния массы нейтрино: они измеряют общую ширину распада суммы всех трех процессов.
^ Перейти обратно: ^а ^б В Стандартной модели правых нейтрино (и левых антинейтрино) не существует; однако некоторые расширения за пределами Стандартной модели позволяют это сделать. Если они существуют, то все они имеют изоспин $Т$ ₃ = 0 и электрический заряд $Q$ = 0, а с цветовым зарядом еще и нулевой. Полностью нулевые заряды делают их «стерильными» , то есть неспособными взаимодействовать ни со слабыми, ни с электрическими силами, а также с сильными взаимодействиями.
^ Масса
т
кварк плюс
т
больше, чем масса
С
бозон, поэтому у него недостаточно энергии для распада на
т

т
кварковая пара.

Ссылки [ править ]

^ Перейти обратно: ^а ^б Танабаши, М.; и другие. (Группа данных о частицах) (2018). «Обзор физики элементарных частиц» . Физический обзор D . 98 (3): 030001. Бибкод : 2018PhRvD..98c0001T . doi : 10.1103/PhysRevD.98.030001 . hdl : 10044/1/68623 .
^ RL Workman et al. (Группа данных о частицах), «Масса и ширина W-бозона» , Прог. Теор. Эксп. Физ. 2022, 083C01 (2022).
^ Перейти обратно: ^а ^б Танабаши, М.; и другие. (Группа данных о частицах) (2018). «Обзор физики элементарных частиц» . Физический обзор D . 98 (3): 030001. Бибкод : 2018PhRvD..98c0001T . doi : 10.1103/PhysRevD.98.030001 . hdl : 10044/1/68623 .
^ Вайнберг, Стивен (1967). «Модель лептонов» (PDF) . Письма о физических отзывах . 19 (21): 1264–1266. Бибкод : 1967PhRvL..19.1264W . дои : 10.1103/physrevlett.19.1264 . Архивировано из оригинала (PDF) 12 января 2012 г. — Статья об электрослабом объединении.
^ Вайнберг, Стивен (1993). Мечты об окончательной теории: поиск фундаментальных законов природы . Винтаж Пресс. п. 94 . ISBN 978-0-09-922391-7 .
^ Лопес, Дж. Лейте (сентябрь 1999 г.). «Сорок лет первой попытки электрослабого объединения и предсказания слабого нейтрального бозона» . Бразильский физический журнал . 29 (3): 574–578. Бибкод : 1999BrJPh..29..574L . дои : 10.1590/S0103-97331999000300024 . ISSN 0103-9733 .
^ Перейти обратно: ^а ^б «Нобелевская премия по физике 1979 года» . Нобелевский фонд .
^ «Открытие слабых нейтральных токов» . ЦЕРН Курьер. 3 октября 2004 г. Архивировано из оригинала 7 марта 2017 г.
^ «Коллекция UA2 Collaboration» . Архивировано из оригинала 4 июня 2013 г. Проверено 22 июня 2009 г.
^ «Нобелевская премия по физике 1984 г.» (Пресс-релиз). Нобелевский фонд.
^ PA Zyla et al. (Группа данных о частицах), Прог. Теор. Эксп. Физ. Обновление 2020, 083C01 (2021) и 2021 года. https://pdg.lbl.gov/2021/reviews/rpp2021-rev-w-mass.pdf
↑ Боренштейн, Сет, Ключевая частица весит немного тяжело, что сбивает с толку физиков , Associated Press (AP), 7 апреля 2022 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Веуле, Женель (8 апреля 2022 г.). «Стандартная модель физики бросает вызов наиболее точному измерению частицы W-бозона» . Австралийская радиовещательная корпорация . Проверено 9 апреля 2022 г.
^ Воган, Тим (8 апреля 2022 г.). «Измерение массы W-бозона удивляет физиков» . Мир физики . Проверено 9 апреля 2022 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Вуд, Чарли (7 апреля 2022 г.). «Вновь измеренная частица кажется достаточно тяжелой, чтобы разрушить известную физику» . Журнал Кванта . Проверено 9 апреля 2022 г.
^ Марк, Трейси (7 апреля 2022 г.). «Сотрудничество CDF в Фермилабе объявляет о наиболее точном измерении массы W-бозона, которое противоречит Стандартной модели» . Фермилаб . Проверено 8 апреля 2022 г.
^ Шотт, Матиас (07 апреля 2022 г.). «Нашли ли мы наконец новую физику с помощью последних измерений массы W-бозона?» . Физика, Жизнь и все остальное . Проверено 9 апреля 2022 г.
^ Уэллетт, Дженнифер (24 марта 2023 г.). «Новое значение массы W-бозона затмевает намеки на физику за пределами Стандартной модели в 2022 году» . Арс Техника . Проверено 26 марта 2023 г.
^ «Улучшенное измерение массы W-бозона с использованием протон-протонных столкновений $\sqrt{s}=7$ ТэВ с детектором ATLAS» . Эксперимент АТЛАС . ЦЕРН. 22 марта 2023 г. Проверено 26 марта 2023 г.
^ Аморосо, Симона; Андари, Нанси; Бартер, Уильям; Бендавид, Джош; Бунекамп, Мартен; Фарри, Стивен; Грюневальд, Мартин; Хейс, Крис; Хантер, Росс; Кречмар, Ян; Луптон, Оливер; Пили, Мартина; Мигель Рамос Пернас; Тучминг, Борис; Вестеринен, Мика; Вичини, Алессандро; Ван, Чен; Сюй, Мэнлин (18 августа 2023 г.). «Совместимость и сочетание мировых измерений массы W-бозона». arXiv : 2308.09417 [ hep-ex ].
^ Беринджер, Дж.; и другие. ( Группа данных о частицах ) (2012). «Калибровочные и бозоны Хиггса» (PDF) . Физический обзор D . 2012 Обзор физики элементарных частиц. 86 (1): 1. Бибкод : 2012PhRvD..86a0001B . дои : 10.1103/PhysRevD.86.010001 . Архивировано (PDF) из оригинала 20 февраля 2017 г. Проверено 21 октября 2013 г.
^ Амслер, К.; и другие. (Группа данных о частицах) (2010). «PL B667, 1 (2008 г.) и частичное обновление 2009 г. для издания 2010 г.» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 5 июня 2011 г. Проверено 19 мая 2010 г.
^ Сирунян А.М.; и другие. (Сотрудничество CMS) (2018). «Наблюдение за
С
→ ψ ℓ+ ℓ− распад в
п

п
столкновений при √ s = 13 ТэВ» . Physical Review Letters . 121 (14): 141801. arXiv : 1806.04213 . doi : 10.1103/ . PMID 30339440. . S2CID 118950363 PhysRevLett.121.141801

Внешние ссылки [ править ]

СМИ, связанные с W- и Z-бозонами, на Викискладе?
Обзор физики частиц — главный источник информации о свойствах частиц.
Частицы W и Z: личные воспоминания Пьера Дарриула
Когда ЦЕРН увидел конец алфавита Даниэль Денегри
Частицы W и Z в Гиперфизике

[6] Поскольку на нейтрино не влияет ни сильное взаимодействие, ни электромагнитное взаимодействие , а также поскольку гравитационная сила между субатомными частицами незначительна, по дедукции (технически, похищению ) такое взаимодействие может происходить только через слабое взаимодействие. Поскольку такой электрон не создается из нуклона (оставшееся ядро остается таким же, как и раньше) и улетающий электрон не изменяется, за исключением импульса, сообщаемого нейтрино, то это силовое взаимодействие между нейтрино и электроном должно быть опосредовано электромагнитно нейтральный бозон слабого взаимодействия . Таким образом, поскольку не известно никакого другого нейтрального носителя силы, взаимодействующего с нейтрино, наблюдаемое взаимодействие должно было происходить путем обмена
С ⁰
бозон.

[7] Однако см. Нейтральный ток, изменяющий вкус, где высказано предположение о том, что редкий
С
обмен может привести к изменению вкуса.

[Lopes-10] Перейти обратно: ^а ^б Первое предсказание о
С
Бозоны были созданы бразильским физиком Хосе Лейте Лопесом в 1958 году. ^[6]разработав уравнение, которое показало аналогию слабых ядерных взаимодействий с электромагнетизмом. Стив Вайнберг, Шелдон Глэшоу и Абдус Салам позже использовали эти результаты для разработки электрослабого объединения. ^[7] в 1973 году.

[leptonic-24] В частности:

В ⁻
→ заряженный лептон + антинейтрино

В ⁺
→ заряженный антилептон + нейтрино

[25] Каждую запись в столбце лептонов также можно записать как три распада, например, для первой строки как
Это ⁺

н
₁,
Это ⁺

н
₂,
Это ⁺

н
₃ , для каждого собственного состояния массы нейтрино с шириной распада, пропорциональной $\,|U_{\text{e1}}|^{2}\,,$ $\,|U_{\text{e2}}|^{2}\,,$ $\,|U_{\text{e3}}|^{2}\,$ ( элементы матрицы PMNS ), но в настоящее время эксперименты по измерению распадов не могут различить собственные состояния массы нейтрино: они измеряют общую ширину распада суммы всех трех процессов.

[wronghanded-28] Перейти обратно: ^а ^б В Стандартной модели правых нейтрино (и левых антинейтрино) не существует; однако некоторые расширения за пределами Стандартной модели позволяют это сделать. Если они существуют, то все они имеют изоспин $Т$ ₃ = 0 и электрический заряд $Q$ = 0, а с цветовым зарядом еще и нулевой. Полностью нулевые заряды делают их «стерильными» , то есть неспособными взаимодействовать ни со слабыми, ни с электрическими силами, а также с сильными взаимодействиями.

[29] Масса
т
кварк плюс
т
больше, чем масса
С
бозон, поэтому у него недостаточно энергии для распада на
т

т
кварковая пара.

[PDG2018W-1] Перейти обратно: ^а ^б Танабаши, М.; и другие. (Группа данных о частицах) (2018). «Обзор физики элементарных частиц» . Физический обзор D . 98 (3): 030001. Бибкод : 2018PhRvD..98c0001T . doi : 10.1103/PhysRevD.98.030001 . hdl : 10044/1/68623 .

[2] RL Workman et al. (Группа данных о частицах), «Масса и ширина W-бозона» , Прог. Теор. Эксп. Физ. 2022, 083C01 (2022).

[PDG2018Z-3] Перейти обратно: ^а ^б Танабаши, М.; и другие. (Группа данных о частицах) (2018). «Обзор физики элементарных частиц» . Физический обзор D . 98 (3): 030001. Бибкод : 2018PhRvD..98c0001T . doi : 10.1103/PhysRevD.98.030001 . hdl : 10044/1/68623 .

[Ref_-4] Вайнберг, Стивен (1967). «Модель лептонов» (PDF) . Письма о физических отзывах . 19 (21): 1264–1266. Бибкод : 1967PhRvL..19.1264W . дои : 10.1103/physrevlett.19.1264 . Архивировано из оригинала (PDF) 12 января 2012 г. — Статья об электрослабом объединении.

[SW1993-5] Вайнберг, Стивен (1993). Мечты об окончательной теории: поиск фундаментальных законов природы . Винтаж Пресс. п. 94 . ISBN 978-0-09-922391-7 .

[Lopes1999-8] Лопес, Дж. Лейте (сентябрь 1999 г.). «Сорок лет первой попытки электрослабого объединения и предсказания слабого нейтрального бозона» . Бразильский физический журнал . 29 (3): 574–578. Бибкод : 1999BrJPh..29..574L . дои : 10.1590/S0103-97331999000300024 . ISSN 0103-9733 .

[NobelPhys1979-9] Перейти обратно: ^а ^б «Нобелевская премия по физике 1979 года» . Нобелевский фонд .

[11] «Открытие слабых нейтральных токов» . ЦЕРН Курьер. 3 октября 2004 г. Архивировано из оригинала 7 марта 2017 г.

[Ref_b-12] «Коллекция UA2 Collaboration» . Архивировано из оригинала 4 июня 2013 г. Проверено 22 июня 2009 г.

[NobelPhys1984-13] «Нобелевская премия по физике 1984 г.» (Пресс-релиз). Нобелевский фонд.

[14] PA Zyla et al. (Группа данных о частицах), Прог. Теор. Эксп. Физ. Обновление 2020, 083C01 (2021) и 2021 года. https://pdg.lbl.gov/2021/reviews/rpp2021-rev-w-mass.pdf

[15] Боренштейн, Сет, Ключевая частица весит немного тяжело, что сбивает с толку физиков , Associated Press (AP), 7 апреля 2022 г.

[abc-16] Перейти обратно: ^а ^б Веуле, Женель (8 апреля 2022 г.). «Стандартная модель физики бросает вызов наиболее точному измерению частицы W-бозона» . Австралийская радиовещательная корпорация . Проверено 9 апреля 2022 г.

[pw-17] Воган, Тим (8 апреля 2022 г.). «Измерение массы W-бозона удивляет физиков» . Мир физики . Проверено 9 апреля 2022 г.

[quanta-18] Перейти обратно: ^а ^б ^с Вуд, Чарли (7 апреля 2022 г.). «Вновь измеренная частица кажется достаточно тяжелой, чтобы разрушить известную физику» . Журнал Кванта . Проверено 9 апреля 2022 г.

[19] Марк, Трейси (7 апреля 2022 г.). «Сотрудничество CDF в Фермилабе объявляет о наиболее точном измерении массы W-бозона, которое противоречит Стандартной модели» . Фермилаб . Проверено 8 апреля 2022 г.

[20] Шотт, Матиас (07 апреля 2022 г.). «Нашли ли мы наконец новую физику с помощью последних измерений массы W-бозона?» . Физика, Жизнь и все остальное . Проверено 9 апреля 2022 г.

[21] Уэллетт, Дженнифер (24 марта 2023 г.). «Новое значение массы W-бозона затмевает намеки на физику за пределами Стандартной модели в 2022 году» . Арс Техника . Проверено 26 марта 2023 г.

[atlas2023-22] «Улучшенное измерение массы W-бозона с использованием протон-протонных столкновений $\sqrt{s}=7$ ТэВ с детектором ATLAS» . Эксперимент АТЛАС . ЦЕРН. 22 марта 2023 г. Проверено 26 марта 2023 г.

[23] Аморосо, Симона; Андари, Нанси; Бартер, Уильям; Бендавид, Джош; Бунекамп, Мартен; Фарри, Стивен; Грюневальд, Мартин; Хейс, Крис; Хантер, Росс; Кречмар, Ян; Луптон, Оливер; Пили, Мартина; Мигель Рамос Пернас; Тучминг, Борис; Вестеринен, Мика; Вичини, Алессандро; Ван, Чен; Сюй, Мэнлин (18 августа 2023 г.). «Совместимость и сочетание мировых измерений массы W-бозона». arXiv : 2308.09417 [ hep-ex ].

[Beringer2012-26] Беринджер, Дж.; и другие. ( Группа данных о частицах ) (2012). «Калибровочные и бозоны Хиггса» (PDF) . Физический обзор D . 2012 Обзор физики элементарных частиц. 86 (1): 1. Бибкод : 2012PhRvD..86a0001B . дои : 10.1103/PhysRevD.86.010001 . Архивировано (PDF) из оригинала 20 февраля 2017 г. Проверено 21 октября 2013 г.

[Ref_e-27] Амслер, К.; и другие. (Группа данных о частицах) (2010). «PL B667, 1 (2008 г.) и частичное обновление 2009 г. для издания 2010 г.» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 5 июня 2011 г. Проверено 19 мая 2010 г.

[30] Сирунян А.М.; и другие. (Сотрудничество CMS) (2018). «Наблюдение за
С
→ ψ ℓ+ ℓ− распад в
п

п
столкновений при √ s = 13 ТэВ» . Physical Review Letters . 121 (14): 141801. arXiv : 1806.04213 . doi : 10.1103/ . PMID 30339440. . S2CID 118950363 PhysRevLett.121.141801

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[а]

[б]

[с]

[8]

[7]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[д]

[Это]

[21]

[22]

[ф]

[г]

[23]

[6]

Основные свойства [ править ]

слабым ядерным взаимодействием Отношения со

W-бозоны [ править ]

Z-бозоны [ править ]

Прогнозы W + , В − и З 0 бозоны [ править ]

Открытие [ править ]

Неожиданное измерение массы W-бозона в году 2022

Распад [ править ]

W-бозоны [ править ]

С 0 бозон [ править ]

См. также [ править ]

Сноски [ править ]

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Прогнозы W ⁺, В ⁻ и З ⁰ бозоны [ править ]

С ⁰ бозон [ править ]