Weinberg szög

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2020. július 9-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 4 szerkesztést igényelnek .

A Weinberg -szög vagy a gyenge kölcsönhatás keveredési szöge a Weinberg - Salam elektrogyenge kölcsönhatás elméletének egyik paramétere , amelyet általában θ W -vel jelölnek, az elemi részecskék standard modelljének egyik szabad paramétere . Ez az a szög, amellyel a spontán elektrogyenge szimmetriatörés elforgatja a W semleges vektorbozonok kezdeti síkját 0
és B 0 , ami egy Z 0 -bozont és egy fotont eredményez .

{\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}}

A semleges áram operátor mindegyik tagja egy szorzós vektoroperátor és egy szorzós axiális operátor összege , ahol az úgynevezett gyenge izotópos spin harmadik vetülete , a részecske elektromos töltése, ill. a Weinberg-szög. A szög határozza meg a semleges áramok szerkezetét és a gyenge és elektromágneses kölcsönhatások g és e állandóinak kapcsolatát [1] : $I_3$ $I_{3}-2Q\sin ^{2}\theta _{W}$ $I_3$ $K$ $\theta _{W}$ $\theta _{W}$

e = g\sin\theta_w

A Weinberg-szög a W ± - és a Z 0 -bozonok tömegének arányát is meghatározza [2] :

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

A Weinberg-szög kifejezhető a csoportcsatolási állandókkal és ( gyenge izotópos spin g , illetve gyenge hipertöltés 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))))

A θ W értéke egy " futási állandó ", azaz attól függ, hogy a reakcióban milyen impulzusátviteli Q impulzus átvitel történik, amelyben mérik. Ez a függőség kulcsfontosságú előrejelzése az elektrogyenge kölcsönhatások elméletének. A legpontosabb méréseket az elektron-pozitron ütköztetőkön végzett kísérletek végezték el , a Z-bozon tömegének megfelelő Q = 91,2 GeV/c értéken.

A gyakorlatban gyakrabban használják a Weinberg-szög szinuszának négyzetét, a sin 2 θ W . 2004-re ennek az értéknek a legjobb becslése sin 2 θ W = 0,23120 ± 0,00015 ( Q = 91,2 GeV/c-nél, a módosított minimális kivonási sémán belül ). Az atomi átmenetekben (azaz közel nulla impulzusátvitelnél) a paritás meg nem maradását vizsgáló kísérletek sokkal rosszabb pontossággal adják meg a Weinberg-szög értékét, ami nem teszi lehetővé a futóállandó energiától való függését. A Møller-szórás Q = 0,16 GeV/c melletti aszimmetriájának vizsgálatára végzett kísérletben a sin 2 θ W = 0,2397 ± 0,0013 [3] értéket találtuk , amely jelentősen eltér a nagy energiáknál kapott fenti értéktől, ill. lehetővé teszi a Weinberg-szög energiafüggésének megállapítását.

A Nagy Hadronütköztetőn végzett LHCb kísérletben proton-proton ütközésekben 7-8 TeV -nál az effektív Weinberg-szög értéke sin 2 θ effW_
_= 0,23142 , de az impulzusátvitelt ebben a dimenzióban a parton ütközési energia határozza meg, amely közel van a Z-bozon tömegéhez.

Az alapállandók szabványos CODATA -2014 legújabb változata adja meg az értéket

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

Megjegyzendő, hogy a Weinberg-szög fajlagos értéke nem a Standard Modell előrejelzése, hanem annak szabad paramétere. Jelenleg nincs általánosan elfogadott elmélet, amely választ adna arra a kérdésre, hogy miért a Weinberg-szögnek ez a sajátos értéke, és miért nem valami más.

Lásd még

Cabibbo Corner

Jegyzetek

↑ L. B. Okun . Fizikai enciklopédia : [5 kötetben] / Ch. szerk. A. M. Prohorov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1994. - V. 4: Poynting - Robertson - Streamers. – S. 552–556. - 704 p. - 40.000 példány. - ISBN 5-85270-087-8 .
↑ Okun L. B. Leptonok és kvarkok . - A „Nauka” kiadó fizikai és matematikai szakirodalmának főkiadása, 1981.
↑ Anthony P et al. A gyenge keverési szög precíziós mérése Møller-szórásban // Phys . Fordulat. Lett. : folyóirat. - American Physical Society, 2005. - Vol. 95 , sz. 8 . — P. 081601 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.95.081601 . - . - arXiv : hep-ex/0504049 . — PMID 16196849 .

Linkek

Tomilin K. A. Alapvető fizikai állandók történeti és módszertani vonatkozásban. M.: Fizmatlit, 2006, 368 s, 150-154. (djvu)
C. Amsler ( Particle Data Group ) et al. A részecskefizika áttekintése – Electroweak modell és az új fizikára vonatkozó korlátok // Physics Letters B : folyóirat. - 2008. - Vol. 667 , sz. 1 . — 1. o . - doi : 10.1016/j.physletb.2008.07.018 . — Iránykód .
E158: A gyenge keverési szög precíziós mérése Møller-szórásban
Q-gyenge: A standard modell precíziós tesztje és a kvarkok gyenge töltéseinek meghatározása paritássértő elektronszórás révén