W i Z bozoni

W i Z bozoni (zajedno poznati i kao slabi bozoni, ili, manje precizno posrednički vektorski bozoni) su elementarne čestice prijenosnici slabe nuklearne sile; njihovi simboli su W bozon+, W bozon- i Z bozon. W bozoni imaju pozitivni i negativni električni naboj od 1, respektivno, i jedan prema drugom su antičestice. Z bozon je električni neutralna čestica i sama sebi je antičestica. Sve tri čestice su vrlo kratkog životnog vijeka sa vremenom poluraspada od 3 • 10^-25s. Njihovo otkriće je bilo veliki uspjeh za današnji pojam standardnog modela fizike čestica.

W bozoni su imenovani po slaboj (Weak) sili. Fizičar Steven Weinberg je dao ime naknadno otkrivenoj Z čestici,^[1] te je kasnije dao objašnjenje da je ta čestica bila posljednja dodatna čestica neophodna za dokaz modela – W bozoni su već dobili ime – a imala je nulto (zero) naelektrisanje.^[2]

Dva W bozona su najbolje poznata kao medijatori apsorpcije neutrino čestica i njihove emisije, gdje su njihovi naboji povezani bilo sa raspadom protona u neutrone i obrnuto ili emisijom ili apsorpcijom pozitrona. Oni uvijek izazivaju nuklearnu transmutaciju. Z bozoni nisu uključeni ni u apsorpciju ni u emisiju elektrona i pozitrona. Jako su masivni te im je djelovanje ograničeno na atomsku jezgru.

Z bozon posreduje u transferu momenta, spina i energije kada se neutrina elastično raštrkaju od materije, nešto što se mora desiti bez proizvodnje ili apsorpcije novih, naelektrisanih čestica. Takvo ponašanje (koje je gotovo uobičajeno kao neelastične neutrino interakcije) je posmatrano u komorama sa mjehurićima kada se ozrači zrakama neutrina. Kad god se elektron jednostavno pojavi u takvoj komori kao nova slobodna čestica, iznenadno se pokreće sa kinetičkom energijom, i kreće u pravcu neutrina kao očigledan rezultat novog impulsa, a ovo ponašanje se dešava mnogo češće kada je prisutna i zraka neutrina. Može se izvesti zaključak da je to rezultat neutrina koji direktno reagiraju sa elektronima. Ovdje neutrino jednostavno udara u elektron i rasipa se od njega, prenoseći dio momenta neutrina na elektron. Pošto a.) ni neutrino ni elektroni nisu pod uticajem jakih sila, b.) neutrina su električki neutralni (stoga ne reagiraju elektromagnetski) i c.) nevjerovatno malehne mase ovih čestica koje stvaraju neku gravitacijsku silu između njih je zanemariva, takve interakcije se mogu dešavati sako preko slabih sila. Pošto se takav elektron ne stvara iz jezgra i nepromjenjen je osim za novi impuls sile prenijet od strane neutrina, ova interakcije slabih sila između neutrona i elektrona mora biti posredovana preko bozonske čestice slabe sile bez naelektrisanja. Stoga, ova interakcije zahtijeva Z bozon.

1. ^ Steven Weinberg, A Model of Leptons^{[mrtav link]}, Phys. Rev. Lett. 19, 1264–1266 (1967).
2. ^ Weinberg, Steven (1993). Dreams of a Final Theory: the search for the fundamental laws of nature. Vintage Press. str. 94. ISBN 0-09-922391-0.