Bosonii W 'și Z'

Bosonii W 'și Z'
Compoziţie	Particulă elementară
Familie	Boson
grup	Boson ecartament
Interacțiuni	Electroweak ^[1]
stare	ipotetic
Proprietăți fizice
Masa	necunoscut
Produse de descompunere	similar cu bosonii W și Z
Incarcare electrica	W ': ± 1 e Z ': 0 și
A învârti	1 ^[2]
Numărul de stări de centrifugare	2

În fizica particulelor , bosonii W 'și Z' (sau bosonii primi W și Z primi ) se referă la noii bosoni hipotetici de ecartament care se cuplează cu fermionii modelului standard prin intermediul isospinului lor. Numele lor derivă prin analogie din bosonii W și Z ai modelului standard.

Tipuri

Tipuri de bosoni W '

Bosonii W 'apar adesea la modelele cu un grup de gabarit SU (2) suplimentar. SU (2) × SU (2) este spartă în mod spontan la subgrupul diagonal SU (2) _W care corespunde cu SU slab (2). Mai general, putem avea n copii ale SU (2), care sunt, prin urmare, împărțite la o diagonală SU (2) _W. Acest lucru dă naștere la bosoni n -1 W ⁺ ', W ^- ' și Z '. Astfel de modele pot apărea, de exemplu, din diagrama activă ( tolba ). Pentru ca bosonii W 'să se împerecheze cu izospinul, trebuie să se amestece cu SU suplimentar (2) și SU (2) din modelul standard; o copie a SU (2) trebuie să se rupă în jurul scalei TeV (pentru a obține bosoni W 'cu o masă TeV) lăsând un al doilea SU (2) pentru modelul standard. Acest lucru se întâmplă la modelele mici Higgs care conțin mai mult de o copie a SU (2). Pentru ca W 'să provină din defalcarea unui SU (2), acesta este în general însoțit de un boson Z' (aproape) de aceeași masă și de cuplaje relative la cuplajele lui W '.

Un alt model cu bosoni W 'dar fără un factor SU (2) suplimentar sunt așa-numitele modele 331 cu $\beta =\pm 1/{\sqrt {3}}$ ${\ displaystyle \ beta = \ pm 1 / {\ sqrt {3}}}$ ${\ displaystyle \ beta = \ pm 1 / {\ sqrt {3}}}$ . Simetria de rupere a lanțului $SU(3)_{L}\times U(1)_{X}\rightarrow SU(2)_{W}\times U(1)_{Y}$ ${\ displaystyle SU (3) _ {L} \ times U (1) _ {X} \ rightarrow SU (2) _ {W} \ times U (1) _ {Y}}$ ${\ displaystyle SU (3) _ {L} \ times U (1) _ {X} \ rightarrow SU (2) _ {W} \ times U (1) _ {Y}}$ duce la o pereche de bosoni W ' ^± și trei bosoni Z'.

Bosonii W 'apar, de asemenea, în teoriile Kaluza-Klein , cu SU (2) în mare parte .

Tipuri de bosoni Z '

Diferite modele de fizică dincolo de modelul standard prezic diferite tipuri de bosoni Z '.

Modele cu o nouă simetrie gauge U (1) . Z 'este bosonul gabarit al simetriei (rupte) a lui U (1).
Modele E ₆ . Acest tip de model conține doi bosoni Z ', care se pot amesteca în general.
Modelele Topcolor și Top Seesaw de „ruperea dinamică a simetriei electrodebole ” au bosonii Z 'pentru a selecta formarea anumitor condensate.
Micile modele Higgs . Aceste modele includ de obicei un sector de ecartament mărit, care este analizat pentru simetria ecartamentului modelului standard în jurul scării TeV . În plus față de unul sau mai mulți bosoni Z ', aceste modele conțin deseori bosoni W'.
Modele Kaluza-Klein . Bosoni Z“sunt moduri excitate de simetrie gauge în vrac neutru.
Extensii Stueckelberg (vezi acțiunea Stueckelberg ). Bosonul Z 'provine din cuplajele găsite în teoriile șirurilor care se intersectează cu D-brane .

Căutări

Căutări directe

Boson A W“ a putut fi detectată la acceleratorul hadronică prin descompunerea sa în leptonilor plus neutrini sau top cuarc plus cuarc bottom , dupa ce a fost produs în cuarc - antiquarc anihilare . Cu marele coliziune de hadroni (LHC, Large Hadron Collider) , se presupune că descoperirea W 'a venit cu câteva TeV .

Căutările directe pentru bosonii Z 'sunt efectuate în colizori hadronici , deoarece aceștia permit accesul la cele mai mari energii disponibile. Cercetarea examinează rezonanțele dileptonilor cu masă ridicată : bosonul Z 'ar fi produs prin anihilarea quark - antiquark care se descompune într-o pereche de electroni - pozitroni sau o pereche de muoni cu sarcini opuse. Cele mai stricte limite de curent provin de la Fermilab Tevatron și depind de cuplajele bosonului Z '(care controlează secțiunea transversală de producție); începând din 2006, Tevatron exclude bosonii Z 'până la mase de aproximativ 800 GeV pentru secțiunile transversale „tipice” prevăzute în diferite modele. ^[3] Echipat cu energie de coliziune mai mare și luminozitate mai mare , colizorul hadronic mare va extinde această căutare la masele Z 'de până la 5 TeV . ^{[ fără sursă ]}

Declarațiile precedente se aplică modelelor cu "lățime extinsă". În prezent, au apărut clase de modele care oferă în mod natural urme ale secțiunii transversale care se încadrează la limită sau puțin sub limitele de nivel de încredere de 95 stabilite de Tevatron și, prin urmare, capabile să producă semnale de secțiune transversală detectabile pentru un boson Z 'într-un interval de masă mult mai aproape de masa polară a lui Z decât modelele de „lățime largă” discutate mai sus.

Aceste modele de „lățime îngustă” care se încadrează în această categorie sunt cele care prezintă un Stueckelberg Z ', precum și o dimensiune extra universală Z' (consultați Ghidul lui Hunter Z pentru linkuri către aceste documente).

Căutări indirecte

Limitele mai stricte asupra noilor bosoni W 'sunt stabilite prin efectele lor asupra proceselor cu energie scăzută, cum ar fi decăderea muonului , unde pot înlocui bosonul Model W standard. ^{[ fără sursă ]}

Căutările indirecte pentru bosonii Z 'se efectuează în colizori de electroni-pozitroni, deoarece oferă acces la măsurători de înaltă precizie ale proprietăților bosonului modelului Z standard. Limitele provin de la amestecul dintre Z 'și Z și sunt subordonate modelului deoarece depind nu numai de masa lui Z', ci și de amestecarea acestuia cu Z. Cele mai înguste limite actuale provin de la colizorul LEP la CERN , care forțează bosonii Z 'să fie mai grei decât câteva sute de GeV, pentru parametrii de model obișnuiți. ^{[ Citație necesară ]} „ ILC va extinde intervalul până la 5,10 TeV în funcție de modelul luat în considerare, oferind complementaritate cu„ LHC deoarece oferă măsurători ale proprietăților suplimentare ale bosonului Z ”. ^{[ fără sursă ]} .

Amestecuri Z'-Y

Putem avea amestecuri cinetice ecartamentale între U (1) 'de boson Z' și U (1) _Y de supraîncărcare . Acest amestec duce la o modificare a nivelului arborelui parametrilor Peskin-Takeuchi .

Notă

^ C. Amsler și colab., Physics Letters B667, 1 (2008)
^ home.fnal.gov/~carena/TALKS/ILCforum.ppt
^(EN) Abulencia A. și colab. (Colaborare CDF), Căutare Z '→ e ⁺ e ^- folosind masa dielectronică și distribuția unghiulară , Phys. Rev. Lett. 96, 211801 (2006), arXiv: hep-ex / 0602045

Elemente conexe

Bosonii X și Y

linkuri externe

( EN ) Thomas G. Rizzo, Z 'Phenomenology and the LHC , arXiv: hep-ph / 0610104 , o prezentare pedagogică a fenomenologiei Z' (prelegeri TASI 2006 )
( RO ) Ghidul Z 'Hunter https://web.archive.org/web/20120111100058/http://www.phys.ufl.edu/~hlee/hunter/ , o colecție de lucrări și discuții privind fizica Z'
( EN ) Fizica Z 'pe arxiv.org , pe xstructure.inr.ac.ru .

Portalul fizicii : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu fizica

[1] C. Amsler și colab., Physics Letters B667, 1 (2008)

[2] .fnal.gov/~carena/TALKS/ILCforum.ppt

[3] (EN) Abulencia A. și colab. (Colaborare CDF), Căutare Z '→ e ⁺ e ^- folosind masa dielectronică și distribuția unghiulară , Phys. Rev. Lett. 96, 211801 (2006), arXiv: hep-ex / 0602045

[1]

[2]

[3]