Нейтральный ток - Neutral current

Слабый нейтральный ток взаимодействия - один из способов субатомные частицы может взаимодействовать с помощью слабая сила. Эти взаимодействия опосредованы
Z
бозон. Открытие слабых нейтральных токов стало значительным шагом на пути к объединению электромагнетизм и слабая сила в электрослабая сила, и привел к открытию W- и Z-бозоны.

Проще говоря

Слабое взаимодействие наиболее известно своей ролью в ядерном распаде. Он имеет очень малую дальность действия, но (помимо гравитации) это единственная сила, которая взаимодействует с нейтрино. Слабое взаимодействие передается через обменные частицы, как и другие субатомные силы. Возможно, наиболее известной из обменных частиц для слабого взаимодействия является частица W, которая участвует в бета-распад. Частицы W имеют электрический заряд - есть как положительные, так и отрицательные частицы W - однако Z-бозон также является обменной частицей для слабого взаимодействия, но имеет нет есть электрический заряд. Обмен Z-бозоном передает импульс, спин и энергию, но не влияет на квантовые числа взаимодействующих частиц - заряд, аромат, барионное число, лептонное число и т. Д. Поскольку не происходит передачи электрического заряда, обмен Z-частицами осуществляется называется «нейтраль» во фразе «ток нейтрали». Однако слово «ток» здесь не имеет ничего общего с электричеством - оно просто относится к обмену Z-частицей.

Определение

Нейтральный ток, который дает название взаимодействию, - это ток взаимодействующих частиц.

Например, вклад нейтрального тока в
ν
_е
е⁻
→
ν
_е
е⁻
амплитуда упругого рассеяния

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

где нейтральные токи, описывающие поток нейтрино и электрона, задаются выражением

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

куда

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

и ${\displaystyle g_{A}^{f}=T_{3}(f)}$ являются векторные и аксиально-векторные связи за фермион ${\displaystyle f}$. ${\displaystyle T_{3}}$ обозначает слабый изоспин фермионов, и Q их заряд. Эти связи составляют по существу левую киральную для нейтрино и аксиальную для заряженных лептонов.

В
Z
бозон может соединяться с любой частицей Стандартной модели, кроме глюоны и фотоны. Однако любое взаимодействие между двумя заряженными частицами, которое может происходить через обмен виртуальными
Z
бозон также может возникать через обмен виртуальным фотон. Если только взаимодействующие частицы не имеют энергии порядка
Z
бозона (91 ГэВ) или выше виртуальная
Z
бозонный обмен имеет крошечную поправку (${\displaystyle ~(E/M_{Z})^{2}~}$) к амплитуде электромагнитного процесса.

Ускорители элементарных частиц с энергией, необходимой для наблюдения взаимодействия нейтрального тока и измерения массы
Z
бозоны не были доступны до 1983 года.

С другой стороны,
Z
бозонных взаимодействий с участием нейтрино имеют отличительные подписи: они обеспечивают единственный известный механизм для упругое рассеяние нейтрино в веществе; нейтрино почти так же склонны к упругому рассеянию (через
Z
бозонный обмен) как неупруго (через
W
бозонный обмен), имеющих большое экспериментальное значение, например, в , то Нейтринная обсерватория Садбери эксперимент.

Слабые нейтральные токи были предсказаны электрослабая теория разработан в основном Абдус Салам, Шелдон Глэшоу и Стивен Вайнберг,^[1] и подтверждено вскоре после этого в 1973 году в нейтринном эксперименте в Гаргамель пузырьковая камера в ЦЕРН.

Смотрите также

• Заряженный ток
• Электрический ток
• Изменяющий вкус нейтральный ток
• Квантовая хромодинамика
• Нейтринная обсерватория Садбери # Взаимодействие с нейтралью

Рекомендации

1. "Нобелевская премия по физике 1979 г.". Нобелевский фонд. Получено 2008-09-10.

внешняя ссылка

• «Открытие слабых нейтральных токов». ЦЕРН Курьер.
• "Гаргамель". Публичная сеть ЦЕРН. Исследование. Архивировано из оригинал на 2011-08-27. Получено 2011-08-27.
• «Нейтрально-токовое взаимодействие». Британика.
• Нейв, Р. «Нейтральный ток». GSU.
• Nieves, J .; Вальверде, М .; Висенте Вакас, M.J. (2006). «Реакции испускания нуклонов, индуцированные нейтрино заряженным и нейтральным током» (PDF). Acta Physica Полоника B. 37 (8): 2295–2301. Архивировано из оригинал (PDF) 21 января 2012 г.
• "Гаргамель". Журнал Симметрия. 2009-07-07.
• Фрейзер, Гордон (3 ноября 1998 г.). «Двадцать пять лет нейтральных токов». ЦЕРН Курьер. 27904. Гордон Фрейзер вспоминает, как подтверждение существования нейтральных токов открыло новое понимание физики.
• Падилья, Антонио (Тони). Брэди Харан (ред.). «Гаргамель и нейтральные токи». Шестьдесят символов. Ноттингемский университет.