Neutrální proud - Neutral current - Wikipedia

Standardní model z částicová fyzika
Elementární částice z Standardní model
Pozadí Fyzika částic Standardní model Teorie kvantového pole Teorie měřidla Spontánní narušení symetrie Higgsův mechanismus
Složky Elektroslabá interakce Kvantová chromodynamika CKM matice Standardní modelová matematika
Omezení Silný problém s CP Problém s hierarchií Neutrinové oscilace Fyzika nad rámec standardního modelu
Vědci Rutherford  · Thomson  · Chadwick  · Bose  · Sudarshan  · Koshiba  · Davis Jr.  · Anderson  · Fermi  · Dirac  · Feynman  · Rubbia  · Gell-Mann  · Kendall  · Taylor  · Friedman  · Powell  · P. W. Anderson  · Glashow  · Iliopoulos  · Maiani  · Meer  · Cowan  · Nambu  · Komorník  · Cabibbo  · Schwartz  · Perl  · Majorana  · Weinberg  · Závětří  · Ward  · salám  · Kobajaši  · Maskawa  · Yang  · Yukawa  · 't Hooft  · Veltman  · Hrubý  · Politzer  · Wilczek  · Cronin  · tchoř  · Vleck  · Higgs  · Englert  · Brout  · Hagen  · Guralnik  · Granule  · Ting  · Richter

Slabý neutrální proud interakce jsou jedním ze způsobů, jakými subatomární částice mohou komunikovat pomocí slabá síla. Tyto interakce jsou zprostředkovány
Z
boson. Objev slabých neutrálních proudů byl významným krokem ke sjednocení elektromagnetismus a slabá síla do elektroslabá síla, a vedlo k objevení W a Z bosony.

Jednoduše řečeno

Slabá síla je nejlépe známá pro svou roli v jaderném rozpadu. Má velmi krátký dosah, ale (kromě gravitace) je jedinou silou, která interaguje s neutriny. Slabá síla je komunikována prostřednictvím výměnných částic jako jiné subatomární síly. Snad nejznámější z výměnných částic pro slabou sílu je částice W, na které se podílí rozpad beta. Částice W mají elektrický náboj - existují kladné i záporné částice W - avšak boson Z je také výměnou částice pro slabou sílu, ale nemá ne mít jakýkoli elektrický náboj. Výměna bosonu Z přenáší hybnost, rotaci a energii, ale ponechává neovlivněná kvantová čísla interagujících částic - náboj, aroma, baryonové číslo, leptonové číslo atd. Protože nedochází k žádnému přenosu elektrického náboje, dochází k výměně částic Z označován jako „neutrální“ ve výrazu „neutrální proud“. Slovo „aktuální“ zde však nemá nic společného s elektřinou - jednoduše odkazuje na výměnu částice Z.

Definice

Neutrální proud, který dává interakci svůj název, je název interagujících částic.

Například příspěvek neutrálního proudu k
ν
_E
E⁻
→
ν
_E
E⁻
amplituda elastického rozptylu je

${ displaystyle { mathfrak {M}} ^ { mathrm {NC}} propto J _ { mu} ^ { mathrm {(NC)}} ( nu _ { mathrm {e}}) ; J ^ { mathrm {(NC)} mu} ( mathrm {e ^ {-}}) ~,}$

kde neutrální proudy popisující tok neutrina a elektronu jsou dány vztahem

${ displaystyle J ^ { mathrm {(NC)} mu} (f) = { bar {u}} _ {f} gamma ^ { mu} { frac {1} {2}} vlevo (g_ {V} ^ {f} -g_ {A} ^ {f} gamma ^ {5} vpravo) u_ {f},}$

kde

${ displaystyle g_ {V} ^ {f} = T_ {3} (f) -2 sin ^ {2} theta _ {W} ~ Q (f)}$

a ${ displaystyle g_ {A} ^ {f} = T_ {3} (f)}$ jsou vektorové a axiální vektorové spojky pro fermion ${ displaystyle f}$. ${ displaystyle T_ {3}}$ označuje slabý isospin fermionů a Q jejich náboj. Tyto vazby představují v podstatě levý chirál pro neutrina a axiální pro nabité leptony.

The
Z
boson se může spojit s jakoukoli částice standardního modelu, kromě gluony a fotony. Jakákoli interakce mezi dvěma nabitými částicemi, ke které může dojít prostřednictvím výměny virtuální
Z
boson může také nastat výměnou virtuálního foton. Pokud interagující částice nemají energie v řádu
Z
hmotnost bosonu (91 GeV) nebo vyšší, virtuální
Z
výměna bosonů má za následek malou opravu (${ displaystyle ~ (E / M_ {Z}) ^ {2} ~}$) na amplitudu elektromagnetického procesu.

Urychlovače částic s energiemi nezbytnými k pozorování interakcí neutrálního proudu a k měření hmotnosti
Z
boson nebyly k dispozici až do roku 1983.

Na druhou stranu,
Z
bosonové interakce zahrnující neutrina mají výrazné podpisy: Poskytují jediný známý mechanismus pro elastický rozptyl neutrin v hmotě; u neutrin je téměř stejně pravděpodobné, že se pružně rozptýlí (přes
Z
bosonová výměna) jako neelasticky (přes
Ž
bosonová výměna), s velkým experimentálním významem, např. , Sudbury Neutrino Observatory experiment.

Slabé neutrální proudy předpovídal elektroslabá teorie vyvinut hlavně společností Abdus Salam, Sheldon Glashow a Steven Weinberg,^[1] a potvrzeno krátce nato v roce 1973, v neutrinovém experimentu v Gargamelle bublinová komora na CERN.

Viz také

• Nabitý proud
• Elektrický proud
• Chuť měnící neutrální proud
• Kvantová chromodynamika
• Sudbury Neutrino Observatory # Neutrální proudová interakce

Reference

externí odkazy

• „Objev slabých neutrálních proudů“. Kurýr CERN.
• „Gargamelle“. Veřejný web CERN. Výzkum. Archivovány od originál dne 27. 8. 2011. Citováno 2011-08-27.
• Msgstr "Interakce neutrálního proudu". Britannica.
• Nave, R. "Neutrální proud". GSU.
• Nieves, J .; Valverde, M .; Vicente Vacas, M.J. (2006). „Nabité a neutrální proudové neutronem indukované emisní reakce neutronů“ (PDF). Acta Physica Polonica B. 37 (8): 2295–2301. Archivovány od originál (PDF) dne 21. ledna 2012.
• „Gargamelle“. Symetrie Magazine. 2009-07-07.
• Fraser, Gordon (3. listopadu 1998). „Dvacet pět let neutrálních proudů“. Kurýr CERN. 27904. Gordon Fraser se ohlíží zpět na to, jak potvrzení existence neutrálních proudů vedlo k novému pochopení fyziky.
• Padilla, Antonio (Tony). Brady Haran (vyd.). „Gargamelle a neutrální proudy“. Šedesát symbolů. University of Nottingham.