Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Калібрувальний бозон



План:


Введення

В фізиці елементарних частинок калібрувальні бозони - це бозони, які діють як переносники фундаментальних взаємодій природи. Точніше, елементарні частинки, взаємодії яких описуються калібрувальної теорією, надають дію один на одного за допомогою обміну калібрувальними бозона, зазвичай як віртуальними частинками.


1. Калібрувальні бозони в рамках Стандартної моделі

В Стандартної моделі існує три типи калібрувальних бозонів: фотони, W-і Z-бозони і глюони. Кожен тип відповідає одному з трьох описуваних в рамках Стандартної моделі взаємодій: фотони - калібрувальні бозони електромагнітної взаємодії, W-і Z-бозони переносять слабка взаємодія, а глюони переносять сильна взаємодія. Через конфайнмента ізольовані глюони не з'являються при низьких енергіях. Втім, при низьких енергіях можливе спостереження масивних глюболов, існування яких на 2010 рік експериментально не підтверджено.


1.1. Кількість калібрувальних бозонів

В квантової калібрувальної теорії калібрувальні бозони є квантами калібрувальних полів. Отже, калібрувальних бозонів існує стільки ж, скільки джерел калібрувальних полів. В квантовій електродинаміці калібрувальна група - U (1); у цьому простому випадку всього один калібрувальний бозон. В квантової хромодинамике більш складна група SU (3) має 8 генераторів, що відповідає 8 глюонів. Два W-бозона і один Z-бозон відповідають, грубо кажучи, трьом генераторам SU (2) в теорії електрослабкої взаємодії.


1.2. Масивні калібрувальні бозони

З технічних причин, включаючи калібрувальну інваріантність, яка в свою чергу потрібна для перенорміруемості, калібрувальні бозони математично описуються рівняннями поля для безмассових частинок. Отже, на наївному теоретичному рівні сприйняття всі калібрувальні бозони мають бути безмасовими, а взаємодії, які вони описують, повинні бути дальнодействующимі. Конфлікт між цією ідеєю і експериментальним фактом, що слабка взаємодія має дуже малий радіус дії, вимагає подальшого теоретичного дослідження.

За Стандартної моделі W-і Z-бозони отримують масу через механізм Хіггса. У механізмі Хіггса чотири калібрувальних бозона (SU (2) Х U (1) симетрії) електрослабкої взаємодії з'єднуються в поле Хіггса. Це поле схильне спонтанного порушення симетрії через форми його потенціалу взаємодії. У результаті через Всесвіт проходить ненульовий конденсат поля Хіггса. Цей конденсат з'єднується з трьома калібрувальними бозонами електрослабкої взаємодії (W і Z), повідомляючи їм масу; залишився калібрувальний бозон залишається безмассового (фотон). Ця теорія також пророкує існування скалярного бозона Хіггса.


2. За рамками Стандартної моделі

2.1. Теорії великого об'єднання

В теоріях великого об'єднання (ТВО) з'являються додаткові калібрувальні X - і Y -бозони. Вони управляють взаємодіями між кварками і лептона, порушуючи закон збереження баріонів числа і викликаючи розпад протона. Ці бозони мають величезну по квантовим мірками масу (можливо, навіть більшу, ніж W-і Z-бозони) через порушення симетрії. До цих пір не отримано жодного експериментального підтвердження існування цих бозонів (наприклад, в серії спостережень за розпад протона на японській установці SuperKamiokande).


2.2. Гравітон

Четверте фундаментальне взаємодія, гравітація, також може переноситися бозоном, який був названий Гравітоном. При відсутності як експериментальної исследованности цього питання, так і математично послідовної загальновизнаної теорії квантової гравітації, в дійсності остаточно не відомо, чи є гравітон калібрувальним бозоном чи ні. Роль калібрувальної інваріантності в ОТО грає схожа симетрія - інваріантність дифеоморфізмів. (Див. Калібрувальна теорія гравітації).

Елементарні частинки
Ферміон
Кварки u d c s t b
Лептони e - e + μ - μ + τ - τ + ν e ν e ν μ ν μ ν τ ν τ
Бозони
Калібрувальні бозони γ g W-бозон Z-бозон
Інші Духи
Гіпотетичні
Суперпартнери
Гейджіно Чарджіно Глюіно Гравітіно Нейтраліно
Інші Аксінья Хіггсіно Сферміон
Інші A 0 Ділатон G H 0 J Тахіон X X (4140)
Y W ' Z ' Стерильне нейтрино
Складові частки
Адрони
Баріони / Гіперонів Нуклони ( p p n n ) Δ Λ Σ Ξ Ω
Мезони / Кварконіі π ρ η η ' φ ω J / ψ Υ θ K B D T
Інші Атомні ядра Атоми Екзотичні атоми ( Позитронно Мюонів Кварконій) Молекули
Гіпотетичні
Екзотичні адрони
Екзотичні баріони Дібаріон Пентакварк
Екзотичні мезони Глюбол Тетракварк
Інші Мезони молекула Померон
Квазічастинки Солітон Давидова Екситон Біекситона Магнонов Фонон Плазмон Поляритон Полярон Прімесон Ротони Біротон Дірка Електрон Куперівська пара Орбітон Тріон Фазон Флуктуон Еніон Холон та спиноне
Списки Список частинок Список квазічастинок Список баріонів Список мезонів Історія відкриття частинок

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Бозон
Бозон
X-бозон
Y-бозон
Бозон Хіггса
Бозон зірка
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru