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.

W- ja Z-bosonit
Symboli	W+, W-, Z
Rakenne	Alkeishiukkanen
Perhe	Bosoni
Ryhmä	Mittabosoni
Vuorovaikutus	Heikko vuorovaikutus
Löydetty	1983[1]
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
Infobox OK

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