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超弦理論 ウィークボソン (W、 Zボソン)

2023-10-03 11:39:55 | 理論物理学 素粒子
 通常、電子の弱超電荷は、中野・西島・ゲルマンの法則との類推で考えれば 素電荷e になる。これは、電子の保存量として素電荷e が確立されているからであり、電子は、-1/2電荷や-2/3電荷を持つことが禁止されている。

 ここでは、超弦としての性質として、電子の-1/2弱電荷を考える。

 弱い相互作用は標準模型の全てのフェルミ粒子とヒッグスボソンに作用するが、肝心のニュートリノには電荷はない。弱い相互作用と電磁気力は電弱相互作用で統合されており、電磁気力の電子と陽電子に当たるもの(光子)が、弱い相互作用に於いては、電子と電子ニュートリノに相当している。即ち、電子と電子ニュートリノが結合したボソンが、ウィークボソン(W⁻)であると解釈される。

 通常に於ける、フェルミ結合定数から導かれるウィークボソンの質量は40GeV程になる。これは、微細構造定数を基準にしたウィークボソンの質量であり、見つかっているウィークボソンの質量が80GeV程なので、実際は、電弱相互作用は結合定数が統合できていない。

 この、電弱相互作用における結合定数の違いを修復する方法として、電子に-1/2弱電荷を与える事は便利である。即ち、電子は弱い相互作用の時には、特別に、-1/2弱電荷をもつことが許される事になるのだ。

 では、失った-1/2弱電荷は何処に行ったのか?

 通常に於いては、電荷と超電荷は、中野・西島・ゲルマンの法則で表されるものであり、-1/2超電荷などは実在する必要はない。(法則の上では、失われた-1/2弱電荷は、アイソスピンのZ成分に相当する)

 超弦による電子は、ホログラフィックエリア内で、-1/2弱電荷、-2/3超電荷、-1/3電荷、等に変化する。この変化に応じて、電子ニュートリノも電子の状態に対応して変化する必要がある。即ち、弱い相互作用では、ホログラフィックエリア内の電子ニュートリノが、-1/2弱電荷を持っている必然性が生じている。

  ウィークボソン (weak boson) は素粒子物理学において、弱い相互作用を媒介する素粒子である。弱ボソンとも言う。 ウィークボソンはスピン1のベクトルボソンで、WボソンとZボソンの二種類が存在する。Wボソンは陽子の約80倍、Zボソンは約90倍と他の素粒子に比べて大きな質量をもち、ごく短時間のうちに別の粒子に崩壊してしまうという特徴を持つ。 Wボソンは電荷 ±1 (W+,W−)をもち、両者は互いに反粒子の関係にある。 Zボソンは電荷 0 で、反粒子は自分自身である。出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』

 フェルミ結合定数(Fermi coupling constant)とは、フェルミ相互作用の強さを表現する結合定数である。 弱い相互作用の強さを表す代表的な量である。記号は通常 GF が用いられる。

 電弱相互作用(でんじゃくそうごさよう、英: electroweak interaction[1])とは、物理学において、電磁気力と弱い相互作用を統一した相互作用である。この理論を電弱統一理論という。質量のない粒子に質量を与えるため、ヒッグス機構が考案された。
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』