Кванты слабого взаимодействия (W, Z-бозоны)Мюоны и тау-лептоны - нестабильные частицы. Они распадаются в результате слабого взаимодействия в другие частицы. Переносчиками слабого взаимодействия являются W+, W− и Z-бозоны. Основным каналом распада мюонов является
То есть в конечном состоянии также образуются лептоны. Рассмотрим распад (1)
более подробно.
W+-бозон является античастицей W−-бозона. Распады W+-бозона
аналогичные диагр. 3 показаны на диагр. 5. Таким образом обобщая диаграммы 3-5
можно нарисовать диаграмму, описывающую слабые взаимодействия лептонов (диагр. 6),
в которой f1,2,3,4 обозначают фермионы, W - заряженный промежуточный
бозон. Например в случае рассеяния электронного нейтрино на электроне диаграмма
будет иметь вид (диагр. 7). Возникает естественный вопрос. Возможны ли
слабые процессы, в которых происходит обмен нейтральным бозоном (Z-бозоном). В
этом случае аналогом процесса с обменом заряженным бозоном будет процесс без
изменения электрических зарядов взаимодействующих лептонов (диагр. 8). Слабые
взаимодействия с нейтральными токами (обмен Z-бозоном) экспериментально
наблюдались в 1973 г. в нейтринных экспериментах на пузырьковой камере. При
облучении пучками мюонных нейтрино и антинейтрино было обнаружено, что в
некоторых событиях, вызванных взаимодействием нейтрино (антинейтрино)
отсутствуют мюоны и наблюдается потеря импульса у наблюдаемых адронов,
свидетельствующая о том, что в конечном состоянии образуется нейтрино
(антинейтрино), уносящее недостающий импульс.
Однако прямым доказательством справедливости модели слабых взаимодействий с обменом промежуточными бозонами явилось прямое экспериментальное наблюдение промежуточных бозонов и измерение их характеристик. W и Z бозоны были открыты в 1983 г. в ЦЕРНе в инклюзивных реакциях p +
→ W±
+ X, W и Z бозоны регистрировались по каналам распада W+ → e+
+
νe, Треки оставленные W и Z бозонами. См. также Открытие W- и Z-бозонов. 18.01.17 |