Калибровочный бозон

• Определение и роль калибровочных бозонов

  • Калибровочные бозоны — это элементарные частицы, которые переносят взаимодействия между фермионами. 
  • Они взаимодействуют через обмен виртуальными частицами и имеют спин равный 1. 

• Примеры калибровочных бозонов

  • Фотоны, W- и Z-бозоны, а также глюоны являются калибровочными бозонами. 
  • Бозон Хиггса имеет спин 0, а гравитон — спин 2. 

• Стандартная модель и калибровочные бозоны

  • Стандартная модель включает четыре типа калибровочных бозонов: фотоны для электромагнитного взаимодействия, W- и Z-бозоны для слабого взаимодействия и глюоны для сильного взаимодействия. 
  • Изолированные глюоны не существуют из-за их зарядов и ограничений цвета. 

• Множественность и калибровочные поля

  • В квантовой теории калибровочные бозоны являются квантами калибровочных полей, и их число равно числу генераторов калибровочного поля. 
  • В квантовой электродинамике существует только один калибровочный бозон — фотон, в то время как в квантовой хромодинамике восемь глюонов соответствуют восьми генераторам SU(3). 

• Массивные калибровочные бозоны и механизм Хиггса

  • Калибровочные бозоны должны быть безмассовыми для сохранения калибровочной симметрии. 
  • Эксперименты показывают, что слабое и сильное взаимодействия имеют малый радиус действия, что требует теоретического осмысления. 
  • W- и Z-бозоны приобретают массу через механизм Хиггса, связанный с полем Хиггса и нарушением симметрии. 

• Теории за пределами стандартной модели

  • Модель Джорджи-Глэшоу предсказывает существование дополнительных калибровочных бозонов, нарушающих закон сохранения барионного числа. 
  • Эксперименты не обнаружили доказательств существования X и Y-бозонов. 

• Гравитоны и гипотетические W’ и Z’-бозоны

  • Гравитоны могут быть калибровочными бозонами, но их существование не подтверждено экспериментально. 
  • W’ и Z’-бозоны — это гипотетические бозоны, связанные с новыми калибровочными полями.