Оглавление
- 1 W and Z bosons
- 1.1 История и открытие
- 1.2 Основные свойства
- 1.3 Взаимодействия
- 1.4 Электромагнитная теория
- 1.5 Механизм Хиггса
- 1.6 Экспериментальные подтверждения
- 1.7 Современное состояние
- 1.8 Измерения массы W-бозона
- 1.9 Пересмотр данных
- 1.10 Распад W- и Z-бозонов
- 1.11 Расчёт распадов
- 1.12 Экспериментальные данные
- 1.13 Полный текст статьи:
- 2 W- и Z-бозоны
W and Z bosons
-
История и открытие
- W и Z бозоны были открыты в 1983 году.
- Их открытие стало важным шагом в установлении Стандартной модели физики частиц.
-
Основные свойства
- W и Z бозоны имеют спин 1 и массу 80.4 и 91.2 ГэВ/c2 соответственно.
- W бозоны имеют электрический заряд, а Z бозон нейтрален.
- W бозоны участвуют в бета-распаде, а Z бозон — в упругом рассеянии нейтрино.
-
Взаимодействия
- W бозоны изменяют заряд и спин частиц, а Z бозон — только спин и импульс.
- W бозоны могут изменять тип частиц, а Z бозон — нет.
-
Электромагнитная теория
- W и Z бозоны являются переносчиками слабого ядерного взаимодействия.
- Электромагнитная теория предсказывает существование W и Z бозонов.
-
Механизм Хиггса
- Механизм Хиггса объясняет массу W и Z бозонов.
- Он требует существования бозона Хиггса, который был открыт в 2012 году.
-
Экспериментальные подтверждения
- В 1973 году были подтверждены нейтральные текущие взаимодействия.
- В 1983 году были обнаружены W и Z бозоны на Суперпротонном синхротроне.
-
Современное состояние
- W и Z бозоны вместе с фотоном составляют четыре калибровочных бозона электрослабого взаимодействия.
- Масса W бозона составляет 80369.2 ± 13.3 МэВ.
-
Измерения массы W-бозона
- В 2021 году масса W-бозона была оценена в 80379±12 МэВ, что согласуется с Стандартной моделью.
- В 2022 году новое измерение на Теватронном коллайдере показало массу 80433±9 МэВ, что на семь стандартных отклонений выше предсказания.
- Это несоответствие вызвало пересмотр данных и планирование новых измерений.
-
Пересмотр данных
- В 2023 году ATLAS измерил массу W-бозона в 80360±16 МэВ, что согласуется со Стандартной моделью.
- В 2024 году Particle Data Group исключила измерение CDF из мета-анализа, что привело к новой оценке массы W-бозона в 80369.2±13.3 МэВ.
-
Распад W- и Z-бозонов
- W-бозоны распадаются на лептоны и антилептоны или на кварки и антикварки.
- Z-бозоны распадаются на фермионы и их античастицы.
-
Расчёт распадов
- Распады W-бозонов зависят от CKM-матрицы и числа кварков.
- Распады Z-бозонов зависят от слабого изоспина и слабого смешивания.
-
Экспериментальные данные
- В 2018 году CMS зафиксировала первый эксклюзивный распад Z-бозона на ψ-мезон и лептоны.