W- ja Z-bosonit

W- ja Z-bosonit
Rakenne	Alkeishiukkanen
Perhe	Bosoni
Ryhmä	Mittabosoni
Vuorovaikutus	Heikko vuorovaikutus
Löydetty	1983
Symboli	W+, W-, Z
Massa	W: 80,398±0,025 GeV/c2 Z: 91,1876±0,0021 GeV/c2
Sähkövaraus	W-: -1 e W+: +1 e Z: 0 e
Spin	1

Fysiikassa W- ja Z-bosonit ovat alkeishiukkasia, jotka välittävät heikkoa ydinvoimaa. Niiden löytämistä CERNissä vuonna 1983 on pidetty hiukkasfysiikan standardimallin merkittävimpänä onnistumisena.

Nimitys

W-hiukkanen on saanut nimen heikosta ydinvoimasta (weak). Z-hiukkanen on saanut nimen puolileikillisesti siitä, että sen sanottiin olevan viimeinen hiukkanen, joka tarvitsi löytää. Toisen selityksen mukaan Z-hiukkanen sai nimensä siitä tosiasiasta, että sen sähkövaraus on nolla (zero).

Ominaisuudet

W- ja Z-bosoneilla on hiukkasfysiikan skaalassa hyvin suuri massa. W-bosonin massa on noin 80 $GeV/c^2$, Z-bosonin massa on puolestaan noin 91 $GeV/c^2$. Suuresta massasta johtuen niiden välittämän heikon vuorovaikutuksen kantama on hyvin lyhyt, suuruusluokkaa $10^{-17}$ m. Sekä W- että Z-bosonien spin on yksi.

Kaikki heikon vuorovaikutuksen välittäjäbosonit hajoavat hyvin nopeasti. Esimerkkejä hajoamiskanavista ovat

$W^{+}\rightarrow e^{+}+\nu_{e}$,

$W^{-}\rightarrow \mu^{-}+\overline{\nu_{\mu}}$ ja

$Z^{0}\rightarrow e^{+}+e^{-}$.

Jokaisella näistä on lukuisia muitakin hajoamiskanavia.

CERNin LEP-kiihdytintä käytettiin loppuvaiheessa Z-bosonitehtaana. Näiden Z-bosonin hajoamisreaktioihin perustuneiden kokeiden perusteella on mm. onnistuttu osoittamaan, että kevyitä neutriinolajeja on tasan kolme.

Katso myös

• X-bosoni

Aiheesta muualla

• Particle Data Group
• HyperPhysics, Properties of W and Z
• The discovery of 'heavy light'

Hiukkasfysiikka