W ir Z bozonai

W^± ir Z bozonai
Feinmano diagrama, vaizduojanti neutrono beta skilimą į protoną, elektroną ir elektrono antineutriną per tarpininką sunkų W bozoną
Struktūra	elementariosios dalelės
Šeima	bozonai
Grupė
Sąveika	silpnoji sąveika
	W^+ antidalelė yra W^− Z pati savęs antidalelė
Atrasta	1983 m. UA1 ir UA2 eksperimentais
Masė	W: 80,398±0,025 GeV/c^2 Z: 91,1876±0,0021 GeV/c²
Elektros krūvis	{{{elektros krūvis}}}
Magnetinis momentas	{{{magnetinis momentas}}}
Sukinys	1

W ir Z bozonai – elementariosios dalelės, pernešančios silpnąją sąveiką. Jų atradimas yra vadinamas pagrindiniu dalelių fizikos Standartinio modelio laimėjimu.

W dalelė gavo savo pavadinimą nuo pirmos angliško žodžio weak (silpnas) raidės. Z dalelė buvo pusiau juokais pavadintas pagal paskutinę lotynų alfabeto raidę, motyvuojant tuo, kad tai bus paskutinė dalelė, kurią būtina atrasti. Kitas pavadinimo kilmės variantas yra tas, kad Z dalelė gavo savo vardą dėl to, kad jos elektrinis krūvis lygus nuliui (angliškai zero).

Savybės

Yra dviejų tipų W bozonai: elementarųjį elektros krūvį +1 turintis W⁺ bozonas, ir W⁻, turintis −1 krūvį. W⁺ yra W⁻. Z, tiksliau Z⁰ bozonas yra elektriškai neutralus ir pati savęs antidalelė. Visos trys dalelės yra trumpos gyvavimo trukmės apie 3×10⁻²⁵ s ir turi sukinį, lygų 1.

W ir Z bozonai yra sunkiasvorės dalelės, turinčios 80,4 (W^±) ir 91,19 (Z) GeV/c² masę, atitinkamai. Didelė šių dalelių masė svarbi tuo, jog riboja silpnosios sąveikos nuotolį. Anot kvantinės mechanikos Heizenbergo neapibrėžtumo principo, energijos tvermės dėsnis gali būti pažeistas laiko tarpą, atvirkščiai proporcingą energijos kiekiui. Bet kuri fundamentalioji sąveika kvantinėje lauko teorijoje yra aprašoma virtualiais sąveikos nešėjais. Kuo didesnė sąveikos nešėjo masė, tuo didesnė energija būtina nešėjui atsirasti iš kvantinės fliuktuacijos. Ši sąveikos nešėjo atsiradimui būtina energija gali būti „pasiskolinta“ iš nulinės vakuumo būsenos tuo trumpesniam laikui, kuo stambesnė dalelė atsiranda. Dėl šios priežasties masyviausią nešėją turinti silpnoji sąveika yra trumpasiekė, kaip ir stiprioji sąveika. Elektromagnetinės ir gravitacinės sąveikos yra toliasiekės, kadangi jų nešėjai (bozonai, vadinami fotonu ir gravitonu, atitinkamai) neturi masės.

Jei elementari dalelė išspinduliuoja W⁺ arba W⁻ bozonus, jos elektrinis krūvis bei sukinys atitinkamai padidės arba sumažės per vienetą. Tuo pačiu W bozonas gali pakeisti dalelės šeimą, pavyzdžiui, paversdamas s kvarką į u kvarką. Z bozonas nekeičia nei elektrinio, nei jokių kitų krūvių, jis atsakingas tik už sukinio ir judesio kiekio pokyčius.

Šaltiniai

1. „The LEP Electroweak Working Group“