W һәм Z бозоннары

W һәм Z бозоннары - зәгыйфь тәэсир итешүне таратучы элементар кисәкчекләр. Аларның 1983 елда ЦЕРНда ачылуы Стандарт модельнең төп казанышларының берсе булып санала.

W± һәм Z-бозоннары
Төзелеш	Элементар кисәкчә
Гаилә	бозон
Төркем	Калибрлау бозоны
Тәэсир итешүләрдә катнаша	гравитацион тәэсир итешү, зәгыйфь тәэсир итешү, W өчен электромагнит тәэсир итешүе
Антикисәкчек	W+ - W- өчен Z0 үз-үзенә
Хәл	1983 елда табылган
Масса	W: 80,385±0,015 ГэВ/c2 Z: 91,1876±0,0021 ГэВ/c2
Квант саннары
Электр коргысы	W: ±1 e Z: 0 e
Төсле коргы	0
Спин	1 ħ
Спин халәтләре саны	3
Яшәү вакыты	~3·10−25 с (таркалышның киңлеге: W-бозон 2,141 ГэВ, Z-бозон 2,4952 ГэВ)

W-бозоны инглизчә зәгыйфь сүзе Weak буенча йөртелгән, ә Z-кисәкчеге нуль коргысына ия булганга күрә инглизчә нуль сүзе - Zero хакына аталган.

Үзлекләр

Ике төр W-бозон бар: электр коргысы +1е һәм -1е белән, Z-бозон электрик нейтраль була. Бар өч кисәкчек кыска яшәү вакытына ия: 3·10⁻²⁵ сек.

Бу бозоннар элементар кисәкчекләр арасында авыр булып санала: W± 80,4 Гэв/с², Z⁰ - 91,2 Гэв/с², протоннан 100 тапкыр авыррак.

W һәм Z калибрлау бозоннары авыр массалы кисәкчекләр булганга күрә зәгыйфь тәэсир итешүнең радиусы бик кыска булып чыга. Киресенчә электромагнетик көчләр чиксез тәэсир радиусына ия, чөнки таратучы бозон - фотон массасыз кисәкчек.

W± һәм Z бозоннары 1-спинга ия.

W± бозоннарын нурландыру таратучы кисәкчекнең коргысын 1-гә күтәрә яки киметә һәм спинын 1-гә үзгәртә.

W-бозон кисәкчекнең буынын үзгәртә ала, мәсәлән s-кварк u-кваркка әйләндерә ала.

Z⁰ бозоны электр коргысын һәм теләгән коргысын үзгәртми, тик спин һәм импульсны үзгәртә, шулай итеп аны таратучы кисәкчек үз буынын яки хуш исен үзгәртми.

Зәгыйфь тәэсир итешү

Нейтронның протонга, электронга һәм электронлы антинейтринога W-бозоны ярдәмендә бета-таркалышының Фейнман диаграммасы

W һәм Z бозоннары - зәгыйфь тәэсир итешүне таратучы элементар кисәкчекләр. W-бозоны бета-таркалышында зур роль уйный. Мәсәлән, кобольт изотопының Co⁶⁰ бета таркалышы:

${}_{27}^{60}{\hbox{Co}}\to {}_{28}^{60}{\hbox{Ni}}+{\hbox{e}}^{-}+{\overline {\nu }}_{e}.$

Бу процесс үтә яңа йолдызлар шартлавында бара. Ул реакциядә кобальтның 33 нейтронынан бер генә нейтроны катнаша:

${\hbox{n}}\to {\hbox{p}}+{\hbox{e}}^{-}+{\overline {\nu }}_{e}.$

Нейтрон үзе өч кварктан тора: udd. Шуңа күрә бу бета таркалышында бер генә d-кваркы катнаша һәм ул u кваркына әйләнә, димәк фундаменталь дәрәҗәдә зәгыйфь тәэсир итешү бер кваркның хуш исен үзгәртә:

${\hbox{d}}\to {\hbox{u}}+{\hbox{W}}^{-}\,$

Шуннан соң кичектермичә W⁻ таркала:

${\hbox{W}}^{-}\to {\hbox{e}}^{-}+{\overline {\nu }}_{e}.$

Z-бозонының квант саннары нульга тигез, шуңа күрә аның белән алмашу (нейтраль агымлы тәэсир итешү) кисәкчекләрне үзгәртми.

Бозоннарның таркалыш каналлары

W-бозоны
Таркалыш каналы	Ихтималлык
$W^{+}\rightarrow e^{+}+\nu$	10,75 %
$W^{+}\rightarrow \mu ^{+}+\nu$	10,57 %
$W^{+}\rightarrow \tau ^{+}+\nu$	11,25 %
адроннар	67,60 %

Z-бозоны 69,91 % ихтималлыгы белән адроннарга таркала; 10,10 % ихтималлыгы белән лептон-антилептонга таркала.

Сылтамалар

• Сводная таблица свойств W-бозона на сайте Particle Data Group. (ингл.)
• Сводная таблица свойств Z-бозона на сайте Particle Data Group. (ингл.)
• W и Z 2005 елның 16 апрель көнендә архивланган. страница ЦЕРНа (англ)
• W и Z частицы на Hyperphysics (англ)
• Z частица на Everything2 (англ)