Słaby izospin - Weak isospin
Smak w fizyce cząstek |
---|
Smakuj liczby kwantowe |
Powiązane liczby kwantowe |
|
Kombinacje |
|
Mieszanie smaków |
W fizyce cząstek , słaby izospinowych jest liczbą kwantową odnoszące się do słabego oddziaływania i równoległa ideę izospinowych pod silnym oddziaływaniom . Słaby izospin jest zwykle oznaczony symbolem T lub I , a trzeci składnik zapisuje się jako T 3 lub I 3 . Może być rozumiane jako wartości własnej z operatorem ładowania .
T 3 jest ważniejsza niż T a zazwyczaj termin „słaby izospinowych” może odnosić się do „składnika 3 słabego izospinowych”.
Słaby izospinowych prawo zachowania odnosi się do zachowania ; oddziaływania słabe zachowują T 3 . Jest również konserwowany przez oddziaływania elektromagnetyczne i silne . Jednak oddziaływanie z pola Higgs jest nie zachowania T 3 , jak widać bezpośrednio z propagacją fermionami mieszanie chiralities dzięki ich względem masy wynikające z ich złączkami Higgs. Ponieważ wartość oczekiwana próżni pola Higgsa jest niezerowa, cząstki oddziałują z tym polem przez cały czas, nawet w próżni. Oddziaływanie z polem Higgsa zmienia słabą izospinę cząstek (i słaby hiperładunek). Zachowana jest tylko określona ich kombinacja (ładunek elektryczny).
Związek z chiralnością
Fermiony o ujemnej chiralności (zwane również „lewoskrętnymi”) mają i mogą być grupowane w dublety, które zachowują się tak samo w słabych oddziaływaniach . Zgodnie z konwencją, naładowanym elektrycznie fermionom przypisuje się ten sam znak, co ich ładunek elektryczny. Na przykład kwarki typu górnego ( u , c , t ) mają i zawsze przekształcają się w kwarki typu dolnego ( d , s , b ), które mają , i na odwrót. Z drugiej strony, kwark nigdy nie rozpada się słabo na kwark tego samego . Coś podobnego dzieje się z leptonami leworęcznymi , które istnieją jako dublety zawierające naładowany lepton (
mi−
,
μ−
,
τ−
) z i neutrino (
ν
mi,
ν
μ,
ν
τ) z . We wszystkich przypadkach, odpowiednie anty -fermion odwróciła chiralności ( „praworęczne” antifermion) i odwrócony znak .
Fermionami z dodatnim chiralności ( „praworęczny” Fermiony) i anty -fermions o ujemnej chiralności ( „leworęcznych” anty-Fermiony) mają i podkoszulki formie, która nie ulegają naładowanej słabych oddziaływań . (Których nie współpracują z W ± bozonów , jednak są one wzajemnie współdziałają z Z 0 Higgsa ).
Ładunek elektryczny , , jest związany ze słabym izospin , , i słabym hiperładowaniem , , by
- .
Generacja 1 | Generacja 2 | Generacja 3 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Fermion | Symbol | Słaba izospina |
Fermion | Symbol | Słaba izospina |
Fermion | Symbol | Słaba izospina |
neutrino elektronowe | neutrino mionowe | Neutrino tau | ||||||
Elektron | Mion | Tau | ||||||
kwark górny | Kwarc urok | Górny kwark | ||||||
kwark dolny | Dziwny kwark | Kwark dolny | ||||||
Wszystkie powyższe leworęcznych ( stałych ) cząstek nie odpowiadających praworęczny anty -particles z równą i przeciwną słabego izospinowych. |
||||||||
Wszystkie prawoskrętne (zwykłe) cząstki i lewoskrętne antycząstki mają słaby izospin równy 0. |
Słaby izospin i bozony W
Symetria związana ze słabym izospinem to SU(2) i wymaga bozonów cechowania z (
W+
,
W−
, oraz
W0
) do pośredniczenia w przemianach między fermionami z półcałkowitymi słabymi ładunkami izospinowymi. sugeruje, że
W
bozony mają trzy różne wartości
-
W+
bozon emitowany jest w przejściach → -
W0
bozon byłby emitowany w oddziaływaniach słabych, które nie ulegają zmianie, takich jak rozpraszanie neutrin . -
W−
bozon emitowany jest w przejściach → .
W ramach unifikacji elektrosłabej
W0
bozon miesza się ze słabym bozonem nadmiernie naładowanym
b0
, w wyniku czego zaobserwowano
Z0
boson i foton o elektrodynamikę kwantowej ; wynikowy
Z0
i
γ0
oba mają słaby izospin = 0 .
Suma - izospinowych i ładunek + wynosi zero dla każdego z bozonów konsekwencji wszystkie elektrosłabe Bozony mają słabą hiperładunek Tak więc w przeciwieństwie gluonami z siłą barwy , gdy elektrosłabe Bozony są niezależne od siły pośredniczą.