게이지 보손
Gauge boson
입자 물리학에서, 게이지 보손은 소 [1][2]페르미온의 힘 전달체 역할을 하는 보손 소립자이다.게이지 이론에 의해 상호 작용이 설명되는 소립자는 게이지 보손의 교환에 의해 서로 상호작용하며, 보통 가상 입자입니다.
광자, W, Z 보손, 글루온은 게이지 보손입니다.알려진 모든 게이지 보손의 스핀은 1입니다. 비교를 위해 힉스 보손의 스핀은 0이고 가상의 중력자의 스핀은 2입니다.따라서 알려진 게이지 보손은 모두 벡터 보손입니다.
게이지 보손은 다른 종류의 보손과는 다릅니다. 첫째, 기본 스칼라 보손(힉스 보손), 둘째, 쿼크로 만들어진 복합 보손인 중간자, 셋째, 특정 원자와 같은 더 큰 복합, 힘을 전달하지 않는 보손입니다.
표준 모델의 게이지 보손
입자물리학의 표준모형은 네 가지 종류의 게이지 보손을 인식한다: 전자기 상호작용을 하는 광자, 약한 상호작용을 하는 W와 Z 보손, 그리고 강한 [3]상호작용을 하는 글루온.
절연 글루온은 색상이 충전되어 있고 색에 제한이 있기 때문에 발생하지 않습니다.
게이지 보손의 다중성
양자화 게이지 이론에서 게이지 보손은 게이지 필드의 양자화이다.따라서 게이지장의 발생기 수만큼 게이지 보손이 생긴다.양자 전기역학에서 게이지 그룹은 U(1)입니다. 이 간단한 경우, 게이지 보손은 광자 하나뿐입니다.양자색역학에서 더 복잡한 그룹 SU(3)는 8개의 글루온에 대응하는 8개의 생성기를 가진다.세 개의 W 및 Z 보손은 (거의) 전약 이론에서 SU(2)의 세 개의 생성기에 해당합니다.
매시브 게이지 보손
게이지 불변성과 관련된 기술적[which?] 이유로 게이지 보손은 질량이 없는 입자에 대한 필드 방정식으로 수학적으로 설명됩니다.따라서 순진한 이론 수준에서는 모든 게이지 보손은 무질량이어야 하며, 이들이 기술하는 힘은 장거리이어야 한다.이 아이디어와 약한 상호작용과 강한 상호작용의 범위가 매우 짧다는 실험 증거 사이의 충돌은 더 많은 이론적 통찰력을 필요로 한다.
표준 모델에 따르면 W 및 Z 보손은 힉스 메커니즘을 통해 질량을 증가시킵니다.힉스 메커니즘에서 통합 전약 상호작용의 4개의 게이지 보손(SU(2)×U(1) 대칭)은 힉스장에 결합된다.이 장은 상호작용 전위의 형상으로 인해 자발적인 대칭이 깨진다.그 결과 우주는 0이 아닌 힉스 진공 기대치(VEV)에 의해 투과됩니다.이 VEV는 세 개의 약한 게이지 보손(Ws와 Z)에 결합되어 질량을 제공하며, 나머지 게이지 보손은 질량이 없는 상태(광자)로 유지됩니다.이 이론은 또한 LHC의 실험에서 관측된 스칼라 [4]힉스 입자의 존재를 예측한다.
표준 모델을 넘어서는
대통일론
Georgi-Glashow 모형은 X 및 Y 보손이라는 이름의 추가 게이지 보손을 예측합니다.가상의 X와 Y 보손은 쿼크와 렙톤 사이의 상호작용을 중재하며, 따라서 바리온 수의 보존을 위반하고 양성자 붕괴를 일으킨다.이러한 보손은 대칭 깨짐으로 인해 W나 Z 보손보다 훨씬 더 질량이 클 것이다.Super-Kamiokande 중성미자 검출기와 같은 선원에서 수집된 데이터의 분석에서는 X와 Y 보손의 [citation needed]증거가 발견되지 않았다.
중력
네 번째 기본 상호작용인 중력은 중력자라고 불리는 보손에 의해 운반될 수도 있다.실험적인 증거와 수학적으로 일관된 양자 중력의 이론이 없다면, 이것이 게이지 보손인지 아닌지는 알려지지 않았다.일반 상대성 이론에서 게이지 불변성의 역할은 유사한 대칭인[clarification needed] 미분형 불변성에 의해 수행된다.
W'와 Z' 보손
W' 및 Z' 보손은 가상의 새로운 게이지 보손(표준 모델 W 및 Z 보손과 유사하게 명명됨)을 말합니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Gribbin, John (2000). Q is for Quantum – An Encyclopedia of Particle Physics. Simon & Schuster. ISBN 0-684-85578-X.
- ^ Clark, John, E.O. (2004). The Essential Dictionary of Science. Barnes & Noble. ISBN 0-7607-4616-8.
{{cite book}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크) - ^ Veltman, Martinus (2003). Facts and Mysteries in Elementary Particle Physics. World Scientific. ISBN 981-238-149-X.
- ^ "CERN and the Higgs boson". CERN. Archived from the original on 23 November 2016. Retrieved 23 November 2016.
