Z-bozon

Z 0 -bozon  ( Z 0 )
Összetett alapvető részecske
Egy család bozon
Csoport mérő bozon
Részt vesz az interakciókban gravitációs [1] ,
gyenge ,
elektromágneses
Antirészecske magának
Típusok száma egy
Súly 91,1876±0,0021  GeV / s 2 [2]
Élettartam ~3⋅10 −25 s
Elméletileg indokolt Glashow , Weinberg , Salam ( 1968 )
Felfedezve közös kísérletek UA1 és UA2 , 1983
kvantumszámok
Elektromos töltés 0
színtöltés 0
barionszám 0
Spin 1 óra
A pörgési állapotok száma 3
Gyenge túltöltés 0

A Z-bozon  a gyenge kölcsönhatás alapvető részecskehordozója. A név az angol Z ero (nulla) szó első betűjéből származik, amely a részecske töltésének felel meg. 1983-ban a CERN -ben történt felfedezése a Standard Modell egyik legfontosabb sikerének számít .

Alaptulajdonságok

A Z-bozon az elektrogyenge kölcsönhatás elméletében W 0 -bozon és B 0 -bozon "keveréke" . A fotonnak ugyanaz a tulajdonsága.

A Z-bozon tömege csaknem 97-szer nagyobb, mint a proton tömege, és körülbelül 91,2 GeV / c 2 . A gyenge erő megértéséhez nagyon fontos a bozon tömege, mert a nagy tömeg korlátozza a hatás sugarát.

A Z-bozonnak nincs töltése egyik kölcsönhatásban sem, így a Z-bozonok cseréjének egyetlen megfigyelhető hatása a lendület.

Előrejelzés

Miután a QED sikeres volt az elektromágnesesség előrejelzésében, elkezdődtek egy hasonló elmélet felépítése a gyenge kölcsönhatásra. Sikerült elkészíteni az elektrogyenge kölcsönhatás elméletét, amely mind a gyenge, mind az elektromágneses kölcsönhatást magyarázza. Az elméletet Steven Weinberg , Sheldon Glashow és Abdus Salam alkotta meg , amiért hárman közösen kapták meg 1979-ben a fizikai Nobel-díjat. Az elmélet nemcsak a béta-bomlást irányító W-bozonokat jósolta meg, hanem az akkor még fel nem fedezett Z-bozont is.

Az elmélet egyetlen problémája a bozonok tömege volt – viselkedésüket a csoport teljes mértékben leírta , de abban a részecskéknek tömegtelenek kell lenniük. Ez azt jelentette, hogy kell lennie valamilyen mechanizmusnak, amely megtöri a szimmetriát és tömeget ad. Ezt a mechanizmust Higgs-mechanizmusnak nevezik, az ezt szabályozó részecskét pedig Higgs -bozonnak nevezik .

Felfedezés

1973-ban megfigyeléseket végeztek az elektron és a neutrínó közötti kölcsönhatásokról, amelyeket az elektrogyenge kölcsönhatás elmélete jósolt meg. A " Gargamel " hatalmas buborékkamrában , amelyet a gyorsítóból származó neutrínósugár sugárzott be, elektronnyomokat figyeltek meg, amelyek hirtelen elkezdtek mozogni. Ezt a jelenséget egy neutrínó és egy elektron kölcsönhatásaként értelmezték egy láthatatlan Z-bozon cseréjén keresztül. A neutrínókat is nagyon nehéz kimutatni, így az egyetlen megfigyelhető hatás az elektron által a kölcsönhatás után nyert lendület.

A bozonok közvetlen megfigyelése csak erőteljes gyorsítók megjelenésével volt lehetséges. Ezek közül az első az UA1 és UA2 detektorokkal felszerelt Super Proton Synchrotron (SPS) volt , amely Carlo Rubbia és Simon van der Meer által vezetett kísérletsorozat eredményeként bizonyította a W-bozon létezését . A részecskék proton- és antiprotonnyalábok ütközésekor születtek. Rubbia és Van der Meer mindössze másfél évvel felfedezésük után kapta meg az 1984-es fizikai Nobel-díjat, ami az általában konzervatív Nobel Alapítvány szokatlan lépése.

Bomlás

A Z-bozonnak 2 fő bomlási csatornája van [2] :

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ A csodálatos világ az atommagban. Kérdések az előadás után Archiválva 2015. július 15. , FIAN, 2007. szeptember 11
  2. ↑ 1 2 J. Beringer et al . (Particle Data Group), Phys. Fordulat. D86, 010001 (2012). Mérőbozonok, Z - bozon. Elérhető a pdglive.lbl.gov címen. Archiválva az eredetiből 2012. július 12-én.  (Angol)

Linkek