X-bozonu ve Higgs bozonu arasındaki fark nedir?


cevap 1:

Altı kuark ve altı lepton vardır.

Kuarklar için: yukarı, aşağı, garip, çekicilik, üst, alt

Leptonlar için: elektron, muon, tau ve her biri ile eşleştirilmiş bir nötrino.

Hmm ...

Altı ve altı mı?

Hmm ...

Görünüşe göre orada sadece bir tesadüf değil, altta yatan fiziksel bir simetri olabilir. Bunun böyle olup olmadığını sormak, güçlü kuvvet ve elektro-zayıf kuvvetin birleştirilip birleştirilemeyeceğini sormakla yakından ilgilidir.

Böylece, fizikçiler kuantum alan teorisine bağlanabilecek basit matematiksel simetriler aramaya başladılar - simetriler bu görünür kuark / lepton simetrisini açıklayacaktır. Çok çok çekici bir aday vardı - SU (5) simetri grubu. Bu temel matematiksel simetriyi bir alan teorisine bağlamak Glashow-Georgi teorisi oldu.

Matematiği yaptığınızda (ve WOW bu çok fazla matematik…) teori on iki X bozonunu tahmin eder. Bu bozonlar bir kuarkı bir leptona dönüştürebilir. Bu dikkate değer bir tahmine yol açar - daha ağır bir kuark daha hafif bir leptona dönüşebiliyorsa, protonlar çürüyebilir. Bu, bir proton içindeki yukarı veya aşağı kuarklardan birinin leptonlara çürümesine neden olabilecek yeni bir temel kuvvet olacaktır.

Hiç kimse bir protonun çürümesini gözlemlemedi, ama bu teori için bir problem değildi, en azından ilk başta değil: X-bozonları aşırı ağır parçacıklar olurdu, bu nedenle bu yeni kuvvet son derece zayıf olurdu ve proton çürümesi çok nadir.

Ne kadar nadir? Aptal nadir - İlk tahminler yaklaşık 10 ^ 31 yıl proton ömrü verdi. Yani, bir protonu teoriyi doğrulamak için çürümeye kadar izlemenin umudu yoktur. Bununla birlikte, 10 ^ 31'den fazla protonun büyük bir koleksiyonunu izleyebilir ve birkaçının çürümesi için iyi bir şansınız olabilir. Bu deneyler yapıldı ve bugün hala çalışıyorlar.

Şimdi kötü haber - bu deneyler artık proton bozulmasını görmek için çok gecikmiş durumda. Temel Glashow-Georgi teorisi şimdi deneysel bir dayak alıyor. Ancak, daha geniş bir fikir hurdaya çıkarılmamıştır - gecikmiş deneylerle daha uyumlu protonlar için daha uzun bir ömür öngörürse, bu teorinin bazı değiştirilmiş veya daha sofistike versiyonunun doğru olması mümkündür.

Hızlı Özet - X-bozonları, W ve Z parçacıkları zayıf kuvvetin taşıyıcıları ve foton, elektromanyetik kuvvetin taşıyıcısı gibi yeni bir temel kuvvetin taşıyıcıları olacaktır. Bu kuvvet, güçlü gücün elektro-zayıf kuvvet ile birleşmesinin bir parçası olacaktır. Bu birleşme, güçlü kuvveti hisseden parçacıkları güçlü kuvveti hissetmeyen parçacıklarla ilişkilendirir ve böylece görünen altı kuark / altı lepton simetrisini açıklar.

Higgs Boson - Higgs farklı bir şey. Zayıf kuvveti elektromanyetizma ile bağlayan doğru simetriyi bulduk. (Su (3).) Ama aynı zamanda bu simetriyi iki parçaya ayıracak bir şeye ihtiyacımız var - onu zayıf parçaya ve gözlemlediğimiz elektromanyetik parçaya bölmek. Higgs alanı (ve yakın zamanda keşfedilen bozonu) bu işi yapar.

Bu X-bozonu ve SU (5) hipotezi - ya da daha meraklı bir versiyonu - doğru olduğu ortaya çıkarsa, güçlü parçaya ve elektro-zayıf parçaya önerilen güçlü-elektrik-simetrisini kırmak için bir şey olması gerekir. gözlemledik. Yani, X-bozonu ve SU (5) teorileriyle bağlanmış çok Higgs benzeri simetri kırıcı fikirler de var, ama çok daha yüksek enerji.