Prąd ładowania

Zobacz też: Matematyczne sformułowanie Modelu Standardowego

z prądem naładowanym to jeden ze sposobów, w jaki cząstki subatomowe mogą oddziaływać za pomocą oddziaływań słabych . W oddziaływaniach tych pośredniczą bozony
W ⁺
i
W ⁻
.

W prostych słowach

Najprostszy diagram Feynmana dla rozpadu beta . Zawiera naładowaną bieżącą interakcję w każdym wierzchołku.

Oddziaływania z prądem naładowanym są najłatwiejszą do wykrycia klasą oddziaływań słabych. Oddziaływanie słabe jest najlepiej znane z pośredniczenia w rozpadzie jądrowym . Ma bardzo krótki zasięg, ale jest jedyną siłą (oprócz grawitacji ) oddziałującą z neutrinami . Oddziaływanie słabe jest przekazywane za pośrednictwem cząstek wymiany W i Z. Spośród nich bozon W ma dodatni lub ujemny ładunek elektryczny i pośredniczy w absorpcji i emisji neutrin przez lub z cząstką naładowaną elektrycznie. Podczas tych procesów bozon W indukuje emisję lub absorpcję elektronów lub pozytonów lub zmianę smaku kwarku, jak również jego ładunku elektrycznego, na przykład w rozpadzie beta lub wychwytywaniu K.

Z kolei cząstka Z jest elektrycznie obojętna, a wymiana bozonu Z pozostawia niezmienione liczby kwantowe oddziałujących cząstek, z wyjątkiem przenoszenia pędu, spinu i energii.

Ponieważ wymiana bozonów W obejmuje przeniesienie ładunku elektrycznego (a także przeniesienie słabej izospiny , podczas gdy słabe hiperładowanie nie jest przenoszone), nazywa się to „prądem naładowanym”. Natomiast wymiana bozonów Z nie wiąże się z przeniesieniem ładunku elektrycznego, dlatego jest określana jako „ prąd neutralny ”. W tym drugim przypadku słowo „prąd” nie ma nic wspólnego z elektrycznością – odnosi się po prostu do ruchu bozonów Z między innymi cząstkami.

Definicja

Nazwa „prąd naładowany” powstaje z powodu prądów fermionów sprzężonych z bozonami W posiadającymi ładunek elektryczny. Na przykład udział prądu naładowanego w amplitudzie rozpraszania sprężystego
ν
_e
e ⁻
→
ν
_e
e ⁻
wynosi:

${\ Displaystyle {\ mathfrak {M}} ^ {\ operatorname {CC}} \ propto J_{\mu }^{\mathrm {(CC)}}(\mathrm {e^{-}} \to \nu _{\mathrm {e}})\;J^{\mathrm {(CC) } \mu }(\nu _{\mathrm {e} }\do \mathrm {e^{-}} ),}$

gdzie prądy naładowane opisujące przepływ jednego fermionu do drugiego wyrażają się wzorem:

${\ Displaystyle J ^ {\ operatorname {(CC) \ mu}} (f \ do f ') = {\ bar {u}} _ {f'} \ gamma ^ {\ mu} {\ frac {1} 2}}\lewo(1-\gamma ^{5}\prawo)u_{f}.}$

W-Bozon może sprzęgać się z dowolną cząstką o słabej izospinie (tj. dowolnymi lewoskrętnymi fermionami Modelu Standardowego ).

Zobacz też

• Prąd neutralny
• Bozony W i Z