W- ja Z-bosonit

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/c², Z-bosonin massa on puolestaan noin 91 GeV/c². 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

${\displaystyle W^{+}\rightarrow e^{+}+\nu _{e}}$,

${\displaystyle W^{-}\rightarrow \mu ^{-}+{\overline {\nu _{\mu }}}}$ ja

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

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 neutriinolajeja on kolme.

Katso myös

• X-bosoni

Lähteet

Aiheesta muualla

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

Hiukkaset fysiikassa

Alkeishiukkaset
Fermionit	Kvarkit - ylöskvarkki (u) - ylös-antikvarkki (u) - alaskvarkki (d) - alas-antikvarkki (d) - lumokvarkki (c) - lumo-antikvarkki (c) - outokvarkki (s) - outo-antikvarkki (s) - huippukvarkki (t) - huippu-antikvarkki (t) - pohjakvarkki (b) - pohja-antikvarkki (b) Leptonit e− · e+ · μ− · μ+ · τ− · τ+ · ve  · ve · vμ  · vμ · vτ  · vτ
Bosonit	Mittabosonit γ · g · W± · Z Skalaaribosonit H0
Hypoteettiset	Superpartnerit Aksiino · Chargiino · Fotiino · Gluiino · Gravitiino · Higgsiino · Neutraliino · Sfermionit Muut A0 · Dilatoni · G · m · Majoroni · Takyoni · W'  · Z' · X · Y · Steriili neutriino · Preoni
Yhdistelmähiukkaset
Hadronit	Baryonit N (p · n) Δ · Λ · Σ · Ξ · Ω Mesonit π · ρ · η · η′ · φ · ω · J/ψ · ϒ · θ · K · B · D · T
Muut	Atomi · Atomiydin · Dikvarkki · Eksoottinen atomi (Positronium · Myonium · Tauonium) · Molekyyli · Pentakvarkki · Tetrakvarkki
Hiukkaslöytöjen aikajana