W-玻色子

W-玻色子(W-boson)是種向量玻色子。

基本介紹

  • 中文名:W-玻色子
  • 性質:一種向量玻色子
  • 領域:加速器
簡介,反粒子,弱相互作用,

簡介

W-玻色子分W、W兩類,互為反粒子,是弱相互作用
(其中每邊總電荷Q=1,lepton數Nl=0,baryon數B=0)
1979年頒發給阿卜杜勒·薩拉姆和1984年CarloRubbia的諾貝爾物理學獎都指向W-玻色子的發現。

反粒子

反粒子是相對於正常粒子而言的,它們的質量壽命自旋都與正常粒子相同,但是所有的內部相加性量子數(比如電荷重子數奇異數等)都與正常粒子大小相同、符號相反。有一些粒子的所有內部相加性量子數都為0,這樣的粒子叫做純中性粒子,反粒子就是它本身,比如光子π介子等。並不是粒子物理學中的每種粒子都有這種意義上的反粒子,中微子就沒有反粒子,反中微子的定義與此不同。
反粒子的概念首先是1928年由英國物理學家狄拉克在他的空穴理論中提出的。1932年在宇宙射線中發現了正電子,證實了狄拉克的預言。1956年美國物理學家歐文·張伯倫(Owen Chamberlain)在勞倫斯-伯克利國家實驗室發現了反質子。進一步的研究發現,狄拉克空穴理論玻色子不適用,因而不能解釋所有的粒子和反粒子。根據量子場論,粒子被看作是場的激發態,而反粒子就是這種激發態對應的復共軛激發態。
如果反粒子按照通常粒子那樣結合起來就形成了反原子。由反原子構成的物質就是反物質

弱相互作用

弱相互作用(又稱弱力弱核力)是自然的四種基本力中的一種,其餘三種為強核力電磁力萬有引力次原子粒子的放射性衰變就是由它引起的,恆星中一種叫氫聚變的過程也是由它啟動的。弱相互作用會影響所有費米子,即所有自旋為半奇數的粒子。
粒子物理學標準模型中,弱相互作用的理論指出,它是由W及Z玻色子的交換(即發射及吸收)所引起的,由於弱力是由玻色子的發射(或吸收)所造成的,所以它是一種非接觸力。這種發射中最有名的是β衰變,它是放射性的一種表現。重的粒子性質不穩定,由於Z及W玻色子比質子或中子重得多,所以弱相互作用的作用距離非常短。這種相互作用叫做“弱”,是因為β衰變發生的機率比強相互作用低很多,表示它的一般強度比電磁強核力弱好幾個數量級。大部分粒子在一段時間後,都會通過弱相互作用衰變。弱相互作用有一種獨一無二的特性——那就是夸克味變——其他相互作用做不到這一點。另外,它還會破壞宇稱對稱及CP對稱。夸克的味變使得夸克能夠在六種“”之間互換。
弱力最早的描述是在1930年代,是四費米子接觸相互作用的費米理論:接觸指的是沒有作用距離(即完全靠物理接觸)。但是現在最好是用有作用距離的場來描述它,儘管那個距離很短。在1968年,電磁與弱相互作用統一了,它們是同一種力的兩個方面,現在叫弱電相互作用。
弱相互作用在粒子的β衰變中最為明顯,在由氫生產重氫的過程中(恆星熱核反應的能量來源)也很明顯。放射性碳定年法用的就是這樣的衰變,此時碳-14通過弱相互作用衰變成氮-14。它也可以造出輻射冷光,常見於超重氫照明;也造就了β伏這一套用領域(把β射線的電子當電流用)

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