W 및 Z 보존

[뽀야]

W 및 Z 보존은기본 입자 그룹입니다. 그들은보손이며, 이는 0 또는 1의스핀을 가지고 있음을 의미합니다. 둘 다 1983년까지 실험에서 발견되었습니다. 함께, 그들은 "약한 힘"으로 알려진 힘에 책임이 있습니다. 약한 힘은강한힘만큼 강하지 않기 때문에 약하다고 합니다. 서로 다른전하를 가진 두 개의 W 보존, 즉 정상 W가 있습니다.+, 그리고 그 반입자, W–. Z 보존은 자체반입자입니다.

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W 보손은 그들이 담당하는약한 힘의 이름을 따서 명명되었습니다. 약한 힘은물리학자들이베타 붕괴의 형태로 일부방사성원소를 분해하는 책임이 있다고 믿는 것입니다. 70 년대 후반, 과학자들은 약한 힘의 초기 버전과전자기학을 결합하여전기 약한힘이라고 불렀습니다.  

W 및 Z 보존의 생성

W 및 Z 보존은방사성 붕괴의 한 형태인 베타 붕괴 하에서만 생성되는 것으로 알려져 있습니다.

베타 붕괴는 원자에 많은중성자가있을 때 발생합니다. 단순화 된 다이어그램은 중성자가 하나의양성자와하나의 전자에 해당한다는 것을 암시합니다. 하나의원자핵에 중성자가 너무 많으면 하나의 중성자가 분열되어 양성자와 전자를 형성합니다. 양성자는 그대로 있고 전자는 원자 밖으로 발사됩니다. 결과 베타 방사선은 인체에 해 롭습니다.

약한 힘은쿼크의 맛을 바꿀 수 있다고 믿어집니다. 예를 들어, 중성자의 다운 쿼크를 업 쿼크로 변경하면 중성자의 전하는 양성자와 동일한 쿼크 배열을 갖기 때문에 +1이됩니다. +1의 전하를 가진 3 쿼크 중성자는 양성자가되기위한 모든 요구 사항을 충족하므로 더 이상 중성자가 아닙니다. 따라서 베타 붕괴는 중성자가 양성자가되도록합니다 (다른 최종 생성물과 함께).

이것은 베타 붕괴의 다이어그램입니다. "UDD"와 "N"은 하나의 업 쿼크와 두 개의 다운 쿼크로 구성된 중성자를 나타냅니다. "udu"와 "p"는 두 개의 업 쿼크와 하나의 다운 쿼크로 구성된 양성자를 나타냅니다. W –W – 보손, e로 붕괴– ( 전자) 및 그 위에 선이 있는 v e (전자 반중성미자). "t"는 시간을 나타냅니다.

W 보손 붕괴

쿼크가 베타 붕괴에서와 같이 풍미를 바꾸면 W 보손을 방출합니다. 평균적으로 W 보존은 다른 입자로 붕괴되기 전에 3x10-25초 동안 만 지속되므로 반세기도 채 전까지만 발견하지 못했습니다. 놀랍게도 W 보손은 양성자의 약 80 배의 질량을 가지고 있습니다. 그것이 나온 중성자는 양성자와 거의 같은 무게를 가지고 있음을 명심하십시오. 양자세계에서는 더 무거운 입자가 덜 무거운 입자에서 나오는 것은 드문 일이 아닙니다. 여분의 질량은 아인슈타인의 유명한 공식을 통해 저장된 에너지에서 비롯됩니다.

. 3x10-25초가 지나면 W 보손이 하나의전자와 하나의중성미자로 붕괴됩니다. 중성미자는물질과 거의 상호 작용하지 않기 때문에 이제부터는 무시할 수 있습니다. 전자는고속으로 원자밖으로 추진됩니다. 베타 붕괴에 의해 생성 된 양성자는 원자핵에 머무르고원자 번호를1 씩 올립니다.

Z 보손 붕괴

 보존은 W 보존의 존재를 성공적으로 예측한 물리학의표준 모델에서도 예측됩니다. Z 보손은 페르미온과 그 반입자로 붕괴되는데, 이는 환원된 판자 상수의 절반 단위로 스핀을 갖는 전자 및 쿼크와 같은 입자입니다.