W i Z bozoni
W i Z bozoni
| |
 | |
Feynmanov dijagramzabeta-minus raspadneutronauproton,elektroni elektronski antineutrino, putem srednjeg teškog W-bozona.
| |
| Kompozicija: | Elementarna čestica |
| Čestična statistika: | Bozoni |
| Međudjelovanje: | Slaba nuklearna sila |
| Simbol(i): | W±i Z0 |
| Teoretiziran: | S. L. Glashow,S. WeinbergiA. Salam |
| Otkriven: | 1983. uCERN-u uŽenevi |
| Masa: | W: 80,379 ± 0,012 GeV/c2 Z: 91,1876 ± 0,0021 GeV/c2[1][2] |
| Električni naboj: | W: ±1e;Z: 0 e |
| Spin: | 1 |
| Slabi izospin: | W: ±1 Z: 0 |
| Slab hipernaboj: | 0 |
W i Z bozonisuelementarne česticeprijenosnicislabe nuklearne sile,odgovorne za raspadeprotonauneutronei obrnuto. Za razliku od ostalihbaždarnih bozona,mase mirovanja su mi različite od nule, a iznose 80,4 i 91,2GeV/c2,što je gotovo 100 puta više od maseprotona,zbog čega im je djelovanje ograničeno naatomsku jezgru.
Podrobniji članak o temi:BozoniBozon(poS. N. Boseu) jesubatomska česticacjelobrojnogaspinakoja se podvrgavaBose-Einsteinovoj statistici.Skupini bozona pripadajufotoni,gluoni,W-bozoni, Z-bozoni,Higgsovi bozoni,gravitoni,mezonii složenije čestice koje sadržeparni brojfermiona,na primjeratomske jezgredeuterija(²H) jer imaju spin 1 i atomske jezgrehelija(4He) jer imaju spin 0. Elementarni bozoni su prenositeljitemeljnih međudjelovanja(fundamentalnih interakcija).[3]
Premastandardnom modelu,s obzirom na vrijednost spina, sveelementarne česticedijele se u dvije velike grupe:fermionei bozone. U fermione spadaju elementarne čestice koje izgrađuju svu poznatu materiju (tvar) usvemiru,dok u bozone spadaju elementarne čestice koje se nazivajubaždarni bozoni.To su bozoni koji nemaju unutarnju strukturu, u potpunosti su elementarni i definiraju se kao čestice prijenosnici 3temeljne sile prirode(jaka nuklearna sila,slaba nuklearna silaielektromagnetska sila), ne računajućigravitaciju.
| Bozon | Oznaka | Antičestica | Električni nabojQ/e | Spin | Masa (MeV/c2) |
|---|---|---|---|---|---|
| foton | γ | sam sebi | 0 | 1 | 0 |
| W-bozon | W- | W+ | -1 | 1 | 80,38 |
| Z-bozon | Z | sam sebi | 0 | 1 | 91,19 |
| gluon | g | sam sebi | 0 | 1 | 0 |
| Higgsov bozon | H0 | sam sebi | 0 | 0 | 125,09 |
| graviton | G | sam sebi | 0 | 2 | 0 |
W-bozon(oznaka W±) jesubatomska česticakoja kao prijenosniktemeljne slabe nuklearne silepostoji u dvaelektrički nabijenastanja, u negativnom stanju ječestica,a u pozitivnom stanju jeantičestica.Sa Z-bozonom,gluonomifotonomčini skupinubaždarnih bozonaelektroslabogai jakoga međudjelovanja (jaka nuklearna sila). W-bozoni otkriveni su 1983. uCERN-u u Ženevi, u skladu s predviđanjima modelaS. L. Glashowa,S. WeinbergaiA. Salama(Nobelova nagrada za fiziku1979.). Njihova razmjerno velikamasa,mW= 80,385 ± 0,015 GeV/c², objašnjava kratkodosežnost i izrazito malu jakost slabe sile pri uobičajenim niskoenergijskim procesima subatomskih čestica.
Z-bozon(oznaka Z0) je subatomska čestica koja je prijenosnik temeljne slabe sile, električki je neutralna i sama sebi antičestica. S W-bozonom, gluonom i fotonom čini baždarne bozone elektroslaboga i jakoga međudjelovanja. Z-bozoni otkriveni su 1983. u CERN-u u Ženevi, u skladu s predviđanjima modelaS. L. Glashowa,S. WeinbergaiA. Salama(Nobelova nagrada za fiziku1979.). Njihova razmjerno velika masa,mZ= 91,1875 ± 0,0021 GeV/c², objašnjava kratkodosežnost i izrazito malu jakost slabe sile pri uobičajenim niskoenergijskim procesima subatomskih čestica.
Slaba nuklearna silaodgovorna je za raspade masivnihkvarkovaileptonau lakše kvarkove i leptone. Kada seelementarne česticeraspadaju, opažamo nestanak jedne čestice i nastanak dvije ili više različitih čestica. Nastale čestice pri tome imaju manju masu od originalne čestice. Budući damasaienergijamoraju biti očuvane, višak energije originalne čestice pretvorio se ukinetičku energijunastalih čestica (defekt mase).
Čestice nosioci slabe interakcije su W i Z bozoni, vrlo masivne čestice. W bozoni imajuelektrični naboj,dok je Z bozon čestica bez naboja. Nabijene W čestice su odgovorne za procese, kao što subeta-raspadi,u kojima čestica koja sudjeluje mijenja predznak. Na primjer, kada seneutronraspada naproton,on emitira W‾ česticu, tako da ukupan naboj ostane nula prije i poslije raspada. Pri tome se W‾ čestica odmah pretvara uelektroni antineutrino,čestice koje su opažene ulaboratorijimakao produkti beta-raspada neutrona. Ovu jednostavnu reakciju, beta-raspada neutrona, možemo prikazatiFeynmanovim dijagramom.U sličnim reakcijama koje ne uključuju promjene u naboju neće se izmjenjivati W bozoni, već Z bozoni.
Bilo bi korisno napomenuti da su premastandardnom modeluslabaielektromagnetska silaujedinjene uelektroslabo međudjelovanje.Fizičarisu dugo vremena vjerovali da je slaba nuklearna sila tijesno povezana s elektromagnetskom. Otkrili su da je na vrlo malim udaljenostima slaba nuklearna sila po jakosti usporediva s elektromagnetskom, dok je na većim udaljenostima deset tisuća puta manja od elektromagnetske. Došli su do zaključka da su slaba nuklearna i elektromagnetska sila zapravo različite manifestacije jedne sile, elektroslabe sile.[4]
- ↑M. Tanabashi i ostali (Particle Data Group) (2018.). "Review of Particle Physics",[1],Physical Review D. 98 (3): 030001,[2],preuzeto 25. ožujka 2020.
- ↑M. Tanabashi i ostali (Particle Data Group) (2018.). "Review of Particle Physics",[3],Physical Review D. 98 (3): 030001,[4],preuzeto 25. ožujka 2020.
- ↑bozon,[5]"Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, pristupljeno 20. ožujka 2020.
- ↑Svetlana Veselinović: "Elementarne čestice",[6],završni rad, Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku, Osijek 2014., pristupljeno 27. siječnja 2020.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||