W 및 Z 보손

구성.	소립자
통계 정보	보소닉
가족	게이지 보손
상호 작용	약한 상호작용
이론화	글래쇼, 와인버그, 살람 (1968년)
발견된	UA1 및 UA2 협업, CERN, 1983
덩어리	W: 80.379±0.012 GeV/c2 (2018); 80.433±0.009 GeV/c2 (2022) ; Z: 91.1876±0.0021 GeV/c2
붕괴폭	폭: 2.085±0.042GeV/c2 ; Z: 2.4952±0.0023 GeV/c2
전하	폭: ±1 e; Z: 0 e
스핀	1
약한 아이소스핀	폭: ±1; Z: 0
약한 하이퍼차지	0

W와^±
⁰
Z 보슨

입자 물리학에서, W와 Z 보손은 함께 약한 보손 또는 더 일반적으로 중간 벡터 보손으로 알려진 벡터 보손입니다.이들 소립자는 약한 상호작용을 매개하며, 각각의 기호는 W, W⁻
및⁰
Z입니다⁺
.W^±
보손은 양전하 또는 음전하가 1소전하이며 서로의 대립자입니다.Z⁰
보손은 전기적으로 중성이며 자체 반입자입니다.세 입자는 각각 1의 스핀을 가진다.W^±
보손은 자기 모멘트가 있지만 Z는 자기⁰
모멘트가 없습니다.이 세 입자는 모두 수명이 매우 짧으며 반감기는⁻²⁵ 약 3×10초입니다.그들의 실험적인 발견은 오늘날 소립자 물리학의 표준 모형이라고 불리는 것을 확립하는 데 중추적이었다.

W
보손은 약한 힘의 이름을 따서 붙여졌다.물리학자 스티븐 와인버그는 이 추가 입자를 "Z
입자"
^[4]라고 이름 붙였고, 나중에 모델에 필요한 마지막 추가 입자라고 설명했다.W
보손은 이미 이름이 붙여졌고 Z 보손은
전하가 ^[5]0인 것으로 이름이 붙여졌다.

두 개의
W 보손은 중성미자 흡수 및 방출의 검증된 매개체이다.이 과정에서 W보손 전하가 전자^±
또는 양전자 방출 또는 흡수를 유도하여 핵변환을 일으킨다.

Z
보손은 중성미자가 물질로부터 탄성적으로 산란할 때 운동량, 스핀 및 에너지의 전달을 매개합니다(전하를 보존하는 과정).이러한 동작은 비탄성 중성미자 상호작용만큼이나 일반적이며 중성미자 빔을 조사하면 버블 챔버에서 관찰될 수 있다.Z보손은 전자
또는 양전자의 흡수 또는 방출에 관여하지 않습니다.전자가 새로운 자유 입자로 관찰될 때마다, 운동 에너지와 함께 갑자기 움직이면, 중성미자가 전자와 상호작용한 결과로 추정됩니다. 왜냐하면 이러한 행동은 중성미자 빔이 존재할 때 더 자주 발생하기 때문입니다.이 과정에서 중성미자는 단순히 (보손의 교환을 통해) 전자와 충돌한 다음 중성미자의 운동량을 ^[a]전자로 전달하면서 그것으로부터 흩어집니다.

기본 속성

이 보손들은 소립자의 중량 중 하나이다.질량이 각각 80.4 GeV/c와² 91.2 GeV/c인² W와
Z
보손은 양성자보다 거의 80배 더 무겁고, 심지어 철 원자 전체보다 더 무겁습니다.

질량이 높으면 약한 상호작용의 범위가 제한됩니다.반대로, 광자는 전자기력의 힘 전달체이며, 전자기학의 무한한 범위와 일치하는 질량이 0이다.가상의 중력자 역시 0 질량을 가질 것으로 예상된다. (글루온도 0 질량을 갖는 것으로 추정되지만, 색력의 범위는 다른 이유로 제한된다; 컬러 컨피규레이션 참조).통합)

세 개의 보손 모두 입자 스핀 s = 1이다. $W +$ 또는 $W -$ 보손의 방출은 방출 입자의 전하를 1단위 낮추거나 증가시키고 스핀도 1단위 변화시킵니다.동시에 W 보손의^±
방출이나 흡수는 입자의 종류를 바꿀 수 있습니다. 예를 들어 이상한 쿼크를 업 쿼크로 바꾸는 것입니다.중성 Z 보손은 입자의 전하를 바꿀 수 없으며 소위 말하는 전하(이상함, 중입자 수, 매력 등)도 바꿀 수 없습니다.Z⁰
보손의 방출이나 흡수는 다른 입자의 스핀, 운동량 및 에너지만 바꿀 수 있습니다.('약중성 전류'도 참조).

약한 핵력과의 관계

중성자가⁻
중간 W보손을 통해 양성자, 전자 및 전자 반중성자로 베타 붕괴하는 파인만 다이어그램

W와 $Z$ 보손은 $약한$ 핵력을 매개하는 캐리어 입자이며, 광자가 전자기력의 캐리어 입자이기도 합니다.

W보손

$W보손$ 은
^±
핵붕괴에서 그들의 역할로 가장 잘 알려져 있다.예를 들어 코발트-60의 베타 붕괴를 생각해 봅시다.

⁶⁰
₂₇Co

⁺ → Ni +

e -

+

δ e

이 반응은 전체 코발트-60 핵을 포함하지 않지만 33개의 중성자 중 1개에만 영향을 미친다.중성자는 양성자로 변환되며 전자(이 문맥에서는 베타 입자라고 함)와 전자 반중성미자를 방출한다.

n 0 \to p + + e - + δ e

중성자는 소립자가 아니라 업쿼크와 다운쿼크( $udd$ ) 2개의 컴포지트입니다.이것은 사실 베타 붕괴에서 상호작용하는 다운 쿼크 중 하나이며, $양성자$ 를 형성하기 위해 업 쿼크로 변합니다.가장 근본적인 수준에서 약한 힘은 단일 쿼크의 맛을 변화시킵니다.

d \to u + W -

$이$ 는
⁻
곧 W 자체의 붕괴로 이어집니다.

W - \to e - + ν e

Z보손

$Z보손$ 은
⁰
그 자체의 반입자이다.따라서 모든 맛 양자수와 전하가 0입니다.따라서 중성 전류 상호작용이라고 불리는 입자
간의 Z 보손 교환은 스핀 및/^[b]또는 운동량의 전달을 제외하고 상호작용하는 입자를 영향을 받지 않습니다.중성미자를 포함한 Z보손 상호작용은 다음과 같은 특징을 가지고 $있다$ .중성미자는 물질에서 중성미자의 탄성 산란을 위한 유일한 메커니즘을 제공합니다; 중성미자는 (Z 보손 교환을 통해
) 비탄성적으로 (W 보손 ^[c]교환을 통해) 산란될 가능성이 거의 있습니다.그 직후(1973년) ^[8]CERN의 가가멜 버블 챔버의 중성미자 실험에서 Z 보손 교환을 $통한$ 약한 중성 전류가 확인되었다.

W⁺, W⁻, Z⁰ 보손 예측

한
쌍의 W 보손 교환을 보여주는 파인만 다이어그램입니다.이는 중성 Kaon 진동에 기여하는 대표적인 용어 중 하나입니다.

1950년대 양자전기역학의 성공 이후, 약핵력에 대한 유사한 이론을 도출하려는 시도가 이루어졌다.이것은 셸던 글래쇼, 스티븐 와인버그, 그리고 압두스 살람이 1979년 노벨 ^[9]^[c]물리학상을 공동 수상한 약 상호작용에 대한 통합 이론으로 1968년경 절정에 달했다.그들의 전기 약 이론은 베타 붕괴를 설명하는 데 필요한 W $보손$ 뿐만

아니라 지금까지 관찰되지 않았던 새로운
Z 보손도 가정했다.

W와
Z의 보손은
질량을 가지지만 광자는 질량이 없다는 점이 약전자가론을 전개하는 데 큰 걸림돌이 됐다.이러한 입자는 SU(2) 게이지 이론에 의해 정확하게 설명되지만 게이지 이론의 보손은 질량이 없어야 합니다.대표적인 예로서 광자는 U(1) 게이지 이론에 의해 전자기학이 기술되기 때문에 질량이 없다.SU(2) 대칭을 깨기 위해서는 일부 메커니즘이 필요하며, 이 과정에서 $W$ 와

$Z$ 에

질량을 부여합니다.1964년 PRL 대칭 파괴 논문에 의해 처음 제시된 힉스 메커니즘은 이 역할을 수행합니다.그것은 또 다른 입자인 힉스 입자의 존재를 필요로 하는데, 힉스 입자는 이후 대형 강입자 충돌기에서 발견되었다.힉스장에 의해 생성된 골드스톤 보손의 4가지 성분 중 3가지가 $W +,$ $Z 0,$ $W -$ 보손에 흡수되어 세로 성분을 형성하고 나머지는 스핀 0 힉스 보손으로 나타난다.

약한 상호작용의 SU(2) 게이지 이론, 전자기 상호작용 및 힉스 메커니즘의 조합을 글래쇼라고 한다.와인버그-살람 모델특히 2012년 CMS와 ATLAS 실험에서 힉스 입자의 발견을 고려할 때, 오늘날 그것은 입자 물리학의 표준 모델의 기둥 중 하나로 널리 받아들여지고 있습니다.

모형에서는 W 및 $Z 0$ 보손의 질량이 $다음$ 과
^±
같다고 예측합니다.

{\text}m_{\text}W}}^{\pm }}&=tftrac {1}{2}}vg\m_{{\text{Z}{0}}&=tftrt {g^{2}+{g'}{2}}{end{aligned}}}

$g$ 서g { $displaystyle$ g $}$ 는 $g$ $g'$ SU(2) 게이지 커플링, $g$ ${\$ { $displaystyle$ g $'$ 는 U(1) 게이지 $,$ v {\ $displaystyle$ v $}$ 는 $v$ 힉스 진공 기대치입니다.

검출

현재 CERN에 전시되어 있는 가가멜버블 챔버

베타 붕괴와 달리 중성미자 이외의 입자를 포함하는 중성 전류 상호작용을 관찰하려면 입자 가속기와 검출기에 막대한 투자가 필요하다. 예를 들어, 전 세계 소수의 고에너지 물리학 실험실에서만 이용 가능하다(그리고 1983년 이후).이는 Z 보손이 광자와 같은 방식으로 작용하기 때문이지만
, 상호작용 에너지가 Z 보손의
상대적으로 큰 질량과 비슷할 때까지 중요하지는 않습니다.

$W$ $및$ Z 보손의 발견은 CERN의 큰 성공으로 간주되었습니다.먼저 1973년, 전기 약자 이론에 의해 예측된 중성 전류 상호작용의 관찰이 이루어졌다.거대한 가가멜 버블 챔버는 몇 개의 전자가 갑자기 움직이기 시작하는 흔적을 촬영했는데, 이는 마치 스스로 움직이기 시작한 것처럼 보인다.이것은 보이지 $않는$ Z 보손의 교환에 의해 전자와 상호작용하는 중성미자로 해석됩니다.중성미자는 그 외에는 검출할 수 없기 때문에 유일하게 관측할 수 있는 효과는 상호작용에 의해 전자에 전달되는 운동량이다.

$W$ 와

$Z$ 보손의 발견 자체는 그것들을 생산할 수 있을 만큼 강력한 입자 가속기의 건설을 기다려야 했다.최초의 그러한 기계는 슈퍼 프로톤 싱크로트론이었는데, 1983년 1월 카를로 루비아와 시몬 반 데르 미어가 가능하게 한 일련의 실험 중에 W 보손의 명확한 신호가 발견되었다.실제 실험은 UA1(루비아가 주도)과 UA2(피에르 다리울라가 ^[10]주도)로 불리며 많은 사람들의 협력적인 노력이었습니다.Van der Meer는 액셀러레이터 엔드의 원동력이었습니다(스토카스틱 냉각).UA1과 UA2는 몇 달 후인 1983년 5월에 Z 보손을 $발견$ 했다

.Rubbia와 van der Meer는 즉시 1984년 노벨 물리학상을 수상했는데, 이것은 보수적인 노벨 재단으로서는 가장 이례적인 조치이다.^[11]

$W +,$ $W -,$ $Z 0$ 보손은 광자(),)와
함께 전약 상호작용의 4개의 게이지 보손으로 구성되어 있다.

2022년 W보손질량예상

2022년 이전에는 W 보손 질량의 측정값이 표준 모델과 일치하는 것으로 나타났다.예를 들어 2021년에는 W 보손 질량의 실험 측정치가 80,379 ± 12 MeV로 ^[12]수렴되는 것으로 평가되었다.

그러나 4월 2022년,는 데이터의 페르미 국립 가속기 연구소 Tevatron 입자 가속기에 의해 2011년은 폐쇄 전에 가져온 새로운 분석이 되80,433의 입자의 질량을 확정할 9백만 전자 볼트, 그 표준 모델이 예측한 7표준 편차 위는 만일 가장 모델 correct[13]이는 단지one-trillionth 기회에 의미는±.s에비체계적 ^[14]관측 오류로 인해 큰 질량이 발생할 수 있습니다.듀크 대학의 Ashutosh Kotwal과 페르미랍의 충돌자 검출기의 리더에 따르면, 사용된 낮은 빔의 광도는 다른 충돌에 의해 관심 이벤트가 가려질 가능성을 감소시켰으며, 양성자와 반양성자 충돌의 사용은 쿼크-반티쿼크 소멸 과정을 단순화시켰으며, 이후 붕괴되었다.d 렙톤과 중성미자를 ^[15]투여한다.연구팀은 데이터에 ^[16]대한 "확인 편향"이 왜곡되는 것을 방지하기 위해 의도적으로 데이터를 암호화하고 분석이 완료될 때까지 예비 결과를 보류했다.Kotwal은 이것을 '이 아름다운 이론에서 가장 큰 균열'이라고 설명하면서, 이것이 표준 모형에서 설명되지 않은 다른 힘이나 입자의 '최초의 명백한 증거'일 수도 있고,^[14] 초대칭과 같은 이론으로 설명될 수도 있다고 추측했다.노벨상 수상자인 이론 물리학자 프랭크 윌체크는 이 결과를 '역사적인 작품'^[16]이라고 표현했다.

새 측정치는 표준 모델과 일치하지 않을 뿐만 아니라 ATLAS와 같은 이전 측정치와도 일치하지 않습니다.이는 모든 주의사항에도 불구하고 기존 또는 새 측정치에 예기치 않은 시스템 오류가 있음을 나타냅니다(예: 기기 내에서 검출되지 않음).LHC를 사용한 향후 실험은 어떤 측정 세트가 ^[16]올바른지 확인하는 데 도움이 될 수 있습니다.페르밀라브 부국장 조셉 리켄은 "새로운 측정치를 완전히 ^[17]해석하기 전에 다른 실험을 통해 확인해야 한다"고 거듭 강조했다.마인츠 대학의 마티아스 쇼트는 "어떤 새로운 물리학이 CDF[Fermilab에서의 충돌 검출기]와 표준 모델 사이의 불일치를 설명할 수 있는지 논의해야 한다고 생각하지 않는다. 우리는 먼저 CDF 측정이 모든 [다른 측정]^[18]과 강한 긴장 상태에 있는 이유를 이해해야 한다."고 논평했다.

붕괴

W와 Z
보손은
페르미온 쌍으로 붕괴하지만, W와 Z 보손은

가장 질량이 큰 꼭대기 쿼크로 붕괴하기에 충분한 에너지를 가지고 있지 않습니다.위상 공간 효과와 고차 보정을 무시하고 결합 상수로부터 분기 분율의 간단한 추정치를 계산할 수 있습니다.

W보손

W보손은 렙톤과 안티리프톤(하전된 것과 중성적인 ^[d]것 중 하나) 또는 상보적인 유형의 쿼크와 반쿼크(상대 전하를 가진 것)로
붕괴될
수 있다.±+1 and3 및 ++2 33).쿼크 대 쿼크 쌍에 대한 W 보손의 붕괴 폭은 대응하는 제곱 CKM 매트릭스 요소와 쿼크 색상 수 N_C = 3에 비례한다. W 보손의⁺ 붕괴 폭은 다음에 비례한다.

렙톤스		쿼크
$이 + ν e$	1	$u d$	$\|V_{\text{ud}}\|^{2}$ $\|V_{\text{ud}}\|^{2}$ $\|V_{\text{ud}}\|^{2}$ 2 ({ $displaystyle V_{\text{$ ud}}) ^{ $2})$	$u s$	$\|V_{\text{us}}\|^{2}$ $\|V_{\text{us}}\|^{2}$ $\|V_{\text{us}}\|^{2}$ 2 $\|V_{\text{us}}\|^{2}$ (\ $displaystyle$ V_ ${\text{$ us}} ^{ $2})$	$u b$	$\|V_{\text{ub}}\|^{2}$ $\|V_{\text{ub}}\|^{2}$ $\|V_{\text{ub}}\|^{2}$ 2 ({ $displaystyle V_{\text{$ ub}} $^{2})$
$μ + ν μ$	1	$c . d$	$\|V_{\text{cd}}\|^{2}$ $\|V_{\text{cd}}\|^{2}$ $\|V_{\text{cd}}\|^{2}$ 2 ({ $displaystyle V_{\text{$ cd $}})^{2})$	$c . s$	$\|V_{\text{cs}}\|^{2}$ $\|V_{\text{cs}}\|^{2}$ $\|V_{\text{cs}}\|^{2}$ 2 (\ $displaystyle V_{\text{cs}}$ ^{ $2})$	$c . b$	$\|V_{\text{cb}}\|^{2}$ $\|V_{\text{cb}}\|^{2}$ $\|V_{\text{cb}}\|^{2}$ 2 ({ $displaystyle V_{\text{$ cb $}}) ^{2$ }})
$τ + ν τ$	1	에너지 절약은 t로의 부패를 방지한다.

$여기$ 서
⁺
e, μ, $δ$ 는
⁺

⁺
렙톤의 세 가지 향미(더 정확히는 양전하 항립톤)를 나타낸다. $β e μ$ , $β τ$ , β는 중성미자의 세 가지 맛을 나타낸다. $u$ 와

d로 $시작$ 하는

다른 입자는 모두 쿼크와 반쿼크를 나타냅니다( $인자$ _C N이 적용됩니다). $\,V_{ij}\,$ 한 $displaystyle \,V_{ij},)$ 는 $\,V_{ij}\,$ 대응하는 CKM 매트릭스 ^[e]계수를 나타냅니다.

CKM 매트릭스의 단일성은 $~|V_{\text{ud}}|^{2}+|V_{\text{us}}|^{2}+|V_{\text{ub}}|^{2}~=~$ $~|V_{\text{ud}}|^{2}+|V_{\text{us}}|^{2}+|V_{\text{ub}}|^{2}~=~$ 2 + $~|V_{\text{ud}}|^{2}+|V_{\text{us}}|^{2}+|V_{\text{ub}}|^{2}~=~$ $~|V_{\text{ud}}|^{2}+|V_{\text{us}}|^{2}+|V_{\text{ub}}|^{2}~=~$ 2 + $~|V_{\text{ud}}|^{2}+|V_{\text{us}}|^{2}+|V_{\text{ub}}|^{2}~=~$ $ub$ 2 $=$ {\ $displaystyle$ ~ $V_{\text{us}$ ^{ $2}$ + $V_{\text{ub}$ ^{2}~=} $~|V_{\text{cd}}|^{2}+|V_{\text{cs}}|^{2}+|V_{\text{cb}}|^{2}=1~,$ $~|V_{\text{ud}}|^{2}+|V_{\text{us}}|^{2}+|V_{\text{ub}}|^{2}~=~$ $~|V_{\text{cd}}|^{2}+|V_{\text{cs}}|^{2}+|V_{\text{cb}}|^{2}=1~,$ $~|V_{\text{cd}}|^{2}+|V_{\text{cs}}|^{2}+|V_{\text{cb}}|^{2}=1~,$ 2 + $~|V_{\text{cd}}|^{2}+|V_{\text{cs}}|^{2}+|V_{\text{cb}}|^{2}=1~,$ $~|V_{\text{cd}}|^{2}+|V_{\text{cs}}|^{2}+|V_{\text{cb}}|^{2}=1~,$ 2 + $~|V_{\text{cd}}|^{2}+|V_{\text{cs}}|^{2}+|V_{\text{cb}}|^{2}=1~,$ $display$ 2 $~|V_{\text{cd}}|^{2}+|V_{\text{cs}}|^{2}+|V_{\text{cb}}|^{2}=1~,$ $~|V_{\text{cd}}|^{2}+|V_{\text{cs}}|^{2}+|V_{\text{cb}}|^{2}=1~,$ , ${2}$ + $V_{\text{cb}}$ ^{ $2}=1~,} 따라서$ 두 쿼크 행의 합계는 각각 3입니다.따라서 W 보손의 렙톤 분기율은 약 $\,B(\mathrm {e} ^{+}\mathrm {\nu } _{\mathrm {e} })=\,$ + $\,B(\mathrm {e} ^{+}\mathrm {\nu } _{\mathrm {e} })=\,$ 분기율) $=$ {\ $displaystyle$ \, $B(\mathrm {e}$ ^{+}\ $mathrm {e}$ =,} $\,B(\mathrm {\mu } ^{+}\mathrm {\nu } _{\mathrm {\mu } })=\,$ $\,B(\mathrm {e} ^{+}\mathrm {\nu } _{\mathrm {e} })=\,$ $\,B(\mathrm {\mu } ^{+}\mathrm {\nu } _{\mathrm {\mu } })=\,$ + $\,B(\mathrm {\mu } ^{+}\mathrm {\nu } _{\mathrm {\mu } })=\,$ $=$ {\ $displaystyle$ }, $B(\mathrm {$ e $} ^{})$ 입니다. $yle \,B(\mathrm {\mathrm }^{+}\mathrm {\mathrm {\mathrm } =,}$ 1/9 하드론 분기율은 CKM이 선호하는

ud 및 cs

최종 상태에 의해 좌우됩니다.강입자 분기 비율의 합계는 B $\,B(\ell ^{+}\mathrm {\nu } _{\ell })=\,$ $\,B(\ell ^{+}\mathrm {\nu } _{\ell })=\,$ $\,B(\ell ^{+}\mathrm {\nu } _{\ell })=\,$ $\,B(\ell ^{+}\mathrm {\nu } _{\ell })=\,$ $=$ {\ $displaystyle \,B(\ell ^{+}\mathrm {nu$ } $_{\ell$ }) =, 10 $\,B(\ell ^{+}\mathrm {\nu } _{\ell })=\,$ .80±0.0.9%^[19]로 실험적으로 측정되었다.

$Z보손$ ⁰

Z보손은
페르미온과 그 반입자로 분해된다.그pre-symmetry-breaking W0고 B0보손( 약한 혼합 각도 보)의 Z0 입자는 각 꼭지점 요인은 fe이 약한 아이 소스핀의 T3{\displaystyle \,T_{3}\,}의 세번째 구성 요소는 인자 T3− Q죄 2θ다 W,{\displaystyle ~T_{3}-Q\sin ^{2}\,\theta _{W\mathsf{}}~,}을 포함한다.회사 $\,Q\,$ (약력에 대한 전하), Q $({$ 스타일 $},Q)$ 는 $\,Q\,$ 페르미온(기본 전하 단위)의 전하이며, $\;\theta _{\mathsf {w}}\;$ w $displaystyle$ \;\ $theta _{\mathsf$ {w $}}}\;)$ 는 $\;\theta _{\mathsf {w}}\;$ 약한 혼합 각도입니다.약한 아이소스핀 $)({displaystyle(,T_{3},})$ 은 $(\,T_{3}\,)$ 왼손잡이나 오른손잡이나 키랄리티가 다른 페르미온마다 다르기 때문에 커플링도 다릅니다.

각 커플링의 상대적 강도는 붕괴율이 이러한 요인의 제곱과 가능한 모든 다이어그램(예: 쿼크 패밀리에 대한 합, 좌우 기여)을 포함한다는 점을 고려하여 추정할 수 있다.아래 표는 페르미 이론의 나무 수준 상호작용도만 포함하기 때문에 추정치일 뿐입니다.

입자들.		약한 아이소스핀 $({displaystyle(,T_{3,})})$		상대인자	분기율
이름.	기호	왼쪽	맞다	상대인자	x = 0.23에 $대해$ 예측됨	실험 측정^[20]
중성미자(모두)	$,, ,, ν e μ τ$	1/2	0 ^[f]	${\displaystyle \ tfrac {1}{1}{2}})^{2},$	20.5%	20.00±0.06%
충전된 렙톤(모두)	$e - -, μ, µ -$			${\tfrac {1}{2}}+x)^{2}+3x^{2},$	10.2%	10.097±0.003%
전자	이⁻	$\,{\tfrac {1}{2}}+x,$	$x$	$\displaystyle \(-{\tfrac {1}{2}}+x)^{2}+x^{2},}$	3.4%	3.363±0.004%
뮤온	$μ -$	- 1/2 + $x$	$x$	(−1/2 + $x$ )²+ $x$ ²	3.4%	3.366±0.007%
타우	$τ -$	- 1/2 + $x$	$x$	(−1/2 + $x$ )²+ $x$ ²	3.4%	3.367±0.008%
하드론					69.2%	69.91±0.06%
다운형 쿼크	$d, s, b$	- 1/2 + 1/3배	1/3 $x$	3 (-1/2 + 1/3 x)²+ 3 (1/3 $x$ )²	15.2%	15.6±0.4%
업형 쿼크 (* t $제외$ )	$u, c$	1/2 ~ 2/3 배	- 2/3배	3 (1/2 − 2/3 $x$ )²+ 3 (−2/3 $x$ )²	11.8%	11.6±0.6%

표기를 압축하기 위해 이 표에는 x

=

~x=\sin ^{2}\,\theta _{\text{W}}~.

2 2

~x=\sin ^{2}\,\theta _{\text{W}}~.

=\

sin ^{2},\theta

_

{\text{}

가

~x=\sin ^{2}\,\theta _{\text{W}}~.

됩니다.

W}}~.}

* 톱 쿼크-반쿼크 쌍으로의 불가능한 붕괴는 ^[g]테이블에서 제외됩니다.

LEFT 및 RIGHT ^[f]소제목은 페르미온의 키랄성 또는 "핸드니스"를 나타냅니다.

2018년 CMS 협업을 통해 $γ$ 중간자와 렙톤-안틸렙톤 ^[21]쌍에 $대한$ Z 보손의 첫 번째 배타적 붕괴가 관찰되었다.

「」를 참조해 주세요.

보스-아인슈타인 통계 – 보손의 거동 설명
입자 목록
표준 모형의 수학적 공식화 – 입자 물리학 모형의 공식화
약한 전하
WΩ 및 ZΩ 보손– 물리학의 가상 입자
X와 Y 보손: 대통합이론에 의해 예측되는 유사한 보손 쌍
ZZ 다이보손

각주

^ 중성미자는 강한 힘이나 전자기력에 영향을 받지 않으며, 아원자 입자 사이의 중력은 무시할 수 있기 때문에(기술적으로는 외전) 그러한 상호작용은 약한 힘을 통해서만 일어날 수 있다.이러한 전자는 핵자에서 생성되지 않으며(남은 핵은 이전과 동일) 이탈하는 전자는 변하지 않기 때문에 중성미자에 의해 주어진 임펄스를 제외하고 중성미자와 전자 사이의 이러한 힘 상호작용은 전자적으로 중립적이고 약한 힘 보손에 의해 매개되어야 한다.따라서 다른 중성미자 상호작용 중성력 전달체가 알려져 있지 않기 때문에 관측된 상호작용은 Z 보손의⁰
교환에 의해 일어났을 것이다.
^ 그러나 드물게 Z를
교환하면 플레이버가 변경될 수 있다는 추측에 대해서는 플레이버 변경 중성 전류를 참조하십시오.
^ ^a ^b Z 보손의 첫
번째 예측은 1958년 ^[6]브라질 물리학자 호세 레이트 로페스에 의해 전자기와 약한 핵 상호작용의 유추를 보여주는 방정식을 고안함으로써 이루어졌다.스티브 와인버그, 셸던 글래쇼, 그리고 압두스 살람은 나중에 이 결과를 1973년에 전기 약점 ^[7]통일을 발전시키기 위해 사용했다.
^ 구체적으로는:

W⁻
→ 대전 렙톤 + 안티뉴트리노

W⁺
→ 대전된 항분자 + 중성미자
^ 렙톤 컬럼의 모든 엔트리는 예를 들어 첫 번째 행에 대해 e $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{1}\,,$ + $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{1}\,,$ 1, $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{1}\,,$ \ $displaystyle \,\mathrm$ {e} $^{+},\mathrm$ { $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{2}\,,$ $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{1}\,,$ $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{2}\,,$ e + $,$ $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{2}\,,$ , \ $displaystyle \,\mathrm$ { $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{3}\,,$ $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{2}\,,$ $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{3}\,,$ $} ^+,$ { $2}$ 과 같이 세 개의 데코로 쓸 수도 있습니다. $\,|U_{\text{e1}}|^{2}\,,$ ${nu$ } $_{3},$ $\,|U_{\text{e1}}|^{2}\,,$ } 모든 중성미자 $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{3}\,,$ 질량 고유 상태에 대해 붕괴 폭이 U $e2$ 2, {\ $text{e1} ^{2},,$ } $\,|U_{\text{e2}}|^{2}\,,$ $\,|U_{\text{e1}}|^{2}\,,$ $\,|U_{\text{e2}}|^{2}\,,$ $\,|U_{\text{e2}}|^{2}\,,$ 2, $\,|U_{\text{e2}}|^{2}\,,$ { $displaystyle, U_{\text{e2}}$ $^$ 2, $\,|U_{\text{e3}}|^{2}\,$ } $\,|U_{\text{e3}}|^{2}\,$ $\,|U_{\text{e2}}|^{2}\,,$ $\,|U_{\text{e3}}|^{2}\,$ $e3$ { $text_style 2$ 에 비례하는 $\,|U_{\text{e1}}|^{2}\,,$ 현재 디케이를 측정하는 nts는 중성미자 질량 고유 상태를 구별할 수 없습니다.세 공정의 합계의 총 붕괴 폭을 측정합니다.
^ ^a ^b 표준 모델에서는 오른손 중성미자(및 왼손잡이 반중성미자)가 존재하지 않지만, 표준 모델을 벗어나는 일부 확장이 허용됩니다.만약 존재한다면, 그것들은 $모두$ ₃ 이소스핀 T = 0과 전하 Q = 0을 가지며, 색전하도 0이다.전하가 0인 경우, 약한 힘이나 전기력에 의한 상호작용도 할 수 없는 "멸균" 상태가 됩니다.
^ $T$ 쿼크에 t를 더한 질량은 Z $보손$ 의

질량보다 크므로 $T$ 쿼크 쌍으로 붕괴하기에 충분한 에너지가 없다.

레퍼런스

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외부 링크

Wikimedia Commons의 W 및 Z 보손 관련 미디어
입자 특성에 대한 궁극적인 정보의 원천인 입자 물리학 리뷰.
W와 Z 입자: Pierre Darriulat의 개인적인 기억
CERN이 Daniel Denegri의 알파벳 끝을 보았을 때
하이퍼물리학에서의 W 및 Z 입자

[6] 중성미자는 강한 힘이나 전자기력에 영향을 받지 않으며, 아원자 입자 사이의 중력은 무시할 수 있기 때문에(기술적으로는 외전) 그러한 상호작용은 약한 힘을 통해서만 일어날 수 있다.이러한 전자는 핵자에서 생성되지 않으며(남은 핵은 이전과 동일) 이탈하는 전자는 변하지 않기 때문에 중성미자에 의해 주어진 임펄스를 제외하고 중성미자와 전자 사이의 이러한 힘 상호작용은 전자적으로 중립적이고 약한 힘 보손에 의해 매개되어야 한다.따라서 다른 중성미자 상호작용 중성력 전달체가 알려져 있지 않기 때문에 관측된 상호작용은 Z 보손의⁰
교환에 의해 일어났을 것이다.

[7] 그러나 드물게 Z를
교환하면 플레이버가 변경될 수 있다는 추측에 대해서는 플레이버 변경 중성 전류를 참조하십시오.

[Lopes-10] Z 보손의 첫
번째 예측은 1958년 ^[6]브라질 물리학자 호세 레이트 로페스에 의해 전자기와 약한 핵 상호작용의 유추를 보여주는 방정식을 고안함으로써 이루어졌다.스티브 와인버그, 셸던 글래쇼, 그리고 압두스 살람은 나중에 이 결과를 1973년에 전기 약점 ^[7]통일을 발전시키기 위해 사용했다.

[leptonic-22] 구체적으로는:

W⁻
→ 대전 렙톤 + 안티뉴트리노

W⁺
→ 대전된 항분자 + 중성미자

[23] 렙톤 컬럼의 모든 엔트리는 예를 들어 첫 번째 행에 대해 e $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{1}\,,$ + $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{1}\,,$ 1, $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{1}\,,$ \ $displaystyle \,\mathrm$ {e} $^{+},\mathrm$ { $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{2}\,,$ $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{1}\,,$ $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{2}\,,$ e + $,$ $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{2}\,,$ , \ $displaystyle \,\mathrm$ { $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{3}\,,$ $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{2}\,,$ $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{3}\,,$ $} ^+,$ { $2}$ 과 같이 세 개의 데코로 쓸 수도 있습니다. $\,|U_{\text{e1}}|^{2}\,,$ ${nu$ } $_{3},$ $\,|U_{\text{e1}}|^{2}\,,$ } 모든 중성미자 $\,\mathrm {e} ^{+}\,\mathrm {\nu } _{3}\,,$ 질량 고유 상태에 대해 붕괴 폭이 U $e2$ 2, {\ $text{e1} ^{2},,$ } $\,|U_{\text{e2}}|^{2}\,,$ $\,|U_{\text{e1}}|^{2}\,,$ $\,|U_{\text{e2}}|^{2}\,,$ $\,|U_{\text{e2}}|^{2}\,,$ 2, $\,|U_{\text{e2}}|^{2}\,,$ { $displaystyle, U_{\text{e2}}$ $^$ 2, $\,|U_{\text{e3}}|^{2}\,$ } $\,|U_{\text{e3}}|^{2}\,$ $\,|U_{\text{e2}}|^{2}\,,$ $\,|U_{\text{e3}}|^{2}\,$ $e3$ { $text_style 2$ 에 비례하는 $\,|U_{\text{e1}}|^{2}\,,$ 현재 디케이를 측정하는 nts는 중성미자 질량 고유 상태를 구별할 수 없습니다.세 공정의 합계의 총 붕괴 폭을 측정합니다.

[wronghanded-26] 표준 모델에서는 오른손 중성미자(및 왼손잡이 반중성미자)가 존재하지 않지만, 표준 모델을 벗어나는 일부 확장이 허용됩니다.만약 존재한다면, 그것들은 $모두$ ₃ 이소스핀 T = 0과 전하 Q = 0을 가지며, 색전하도 0이다.전하가 0인 경우, 약한 힘이나 전기력에 의한 상호작용도 할 수 없는 "멸균" 상태가 됩니다.

[27] $T$ 쿼크에 t를 더한 질량은 Z $보손$ 의

질량보다 크므로 $T$ 쿼크 쌍으로 붕괴하기에 충분한 에너지가 없다.

[PDG2018W-1] Tanabashi, M.; et al. (Particle Data Group) (2018). "Review of Particle Physics". Physical Review D. 98 (3): 030001. Bibcode:2018PhRvD..98c0001T. doi:10.1103/PhysRevD.98.030001.

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기본 속성

약한 핵력과의 관계

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「」를 참조해 주세요.