Z-boson

Z 0 -boson  ( Z 0 )
Forbindelse fundamental partikel
En familie boson
Gruppe måler boson
Deltager i interaktioner gravitationel [1] ,
svag ,
elektromagnetisk
Antipartikel til sig selv
Antal typer en
Vægt 91,1876±0,0021  GeV / s 2 [2]
Livstid ~3⋅10 −25 sek
Teoretisk begrundet Glashow , Weinberg , Salam ( 1968 )
Opdaget fælles eksperimenter UA1 og UA2 , 1983
kvantetal
Elektrisk ladning 0
farveladning 0
baryon nummer 0
Spin 1 t
Antal spin-tilstande 3
Svag hypercharge 0

Z-bosonen  er den grundlæggende partikelbærer af den svage interaktion. Navnet kommer fra det første bogstav i det engelske ord Z ero (nul), som svarer til partiklens ladning. Dens opdagelse i 1983 på CERN betragtes som en af ​​de vigtigste succeser med standardmodellen.

Grundlæggende egenskaber

Z-boson i teorien om elektrosvag interaktion er en "blanding" af W 0 -boson og B 0 -boson. Fotonen har samme egenskab.

Z-bosonets masse er næsten 97 gange større end protonens masse og er omtrent lig med 91,2 GeV / c 2 . Massen af ​​bosonen er meget vigtig for at forstå den svage kraft, fordi en stor masse begrænser indflydelsesradius.

Z-bosonen har ingen ladning i nogen af ​​interaktionerne, så den eneste observerbare effekt fra udvekslingen af ​​Z-bosoner er momentum.

Forudsigelse

Efter QED 's succes med at forudsige elektromagnetisme, begyndte forsøg på at konstruere en lignende teori for den svage interaktion. Det var muligt at få en teori om den elektrosvage vekselvirkning, som forklarede både den svage og elektromagnetiske vekselvirkning. Teorien er skabt af Steven Weinberg , Sheldon Glashow og Abdus Salam , som de tre i fællesskab modtog Nobelprisen i fysik for i 1979. Teorien forudsagde ikke kun W-bosonerne, der styrede beta-henfald, men også den dengang uopdagede Z-boson.

Teoriens eneste problem var masserne af bosoner - deres adfærd blev fuldstændig beskrevet af gruppen , men i den skal partiklerne være masseløse. Det betød, at der måtte være en eller anden mekanisme, der bryder symmetrien og giver masse. Denne mekanisme er kendt som Higgs-mekanismen , og den partikel, der regulerer den, kaldes Higgs-bosonen .

Discovery

I 1973 blev der foretaget observationer af interaktioner mellem en elektron og en neutrino, forudsagt af teorien om den elektrosvage interaktion. I et enormt boblekammer " Gargamel ", bestrålet af en stråle af neutrinoer fra acceleratoren, blev spor af elektroner observeret, som pludselig begyndte at bevæge sig. Dette fænomen blev fortolket som samspillet mellem en neutrino og en elektron gennem udveksling af en usynlig Z-boson. Neutrinoer er også meget svære at opdage, så den eneste observerbare effekt er det momentum, som elektronen får efter interaktionen.

Det var kun muligt at observere bosoner direkte med fremkomsten af ​​kraftige acceleratorer. Den første af disse var Super Proton Synchrotron (SPS) med UA1 og UA2 detektorer, som beviste eksistensen af ​​W-bosonen som et resultat af en række eksperimenter ledet af Carlo Rubbia og Simon van der Meer . Partikler blev født i kollisioner af kolliderende stråler af protoner og antiprotoner. Rubbia og Van der Meer blev tildelt Nobelprisen i fysik i 1984 kun halvandet år efter deres opdagelse, et usædvanligt skridt fra den normalt konservative Nobelfond.

Decay

Z-bosonet har 2 hovedhenfaldskanaler [2] :

Se også

Noter

  1. ↑ Den fantastiske verden inde i atomkernen. Spørgsmål efter foredraget Arkiveret 15. juli 2015. , FIAN, 11. september 2007
  2. ↑ 1 2 J. Beringer et al . (Partikeldatagruppe), Phys. Rev. D86, 010001 (2012). Gauge bosoner, Z - boson. Tilgængelig på pdglive.lbl.gov Arkiveret fra originalen den 12. juli 2012.  (Engelsk)

Links