X (ładunek)

W fizyce cząstek elementarnych ładunek X (lub po prostu X ) to zachowana liczba kwantowa związana z teorią wielkiej unifikacji SO(10) . Uważa się, że jest zachowana w oddziaływaniach silnych, słabych, elektromagnetycznych , grawitacyjnych i Higgsa . Ponieważ ładunek X jest powiązany ze słabym hiperładunkiem , zmienia się w zależności od helikalności cząstki. Na przykład kwark lewoskrętny kwark prawoskrętny może mieć ładunek X równy -1 (dla kwarków górnych, powabnych i górnych) lub -3 (dla kwarków dolnych, dziwnych i dolnych).

X jest powiązany z różnicą między liczbą barionową B i liczbą leptonową L (czyli B − L ), a słabym hiperładunkiem Y _W za pomocą zależności:

${\ Displaystyle X = 5 (BL) -2 \, Y _ {\ tekst {W}} \,}$ .

Ładunek X w rozpadzie protonu

protonu jest hipotetyczną formą rozpadu promieniotwórczego , przewidywaną przez wiele teorii wielkiej unifikacji . Podczas rozpadu protonu zwykły proton barionowy rozpada się na lżejsze cząstki subatomowe. Jednak rozpad protonu nigdy nie został zaobserwowany eksperymentalnie i przewiduje się, że pośredniczą w nim hipotetyczne bozony X i Y . Przewidywano wiele trybów rozpadu protonów , z których jeden pokazano poniżej:

p ⁺ → e ⁺ + π ⁰

Ta forma rozpadu narusza zasadę zachowania zarówno liczby barionowej , jak i liczby leptonowej , jednak ładunek X jest zachowany. Podobnie, wszystkie potwierdzone eksperymentalnie formy rozpadu również zachowują wartość ładunku X.

Wartości ładunku X dla znanych cząstek elementarnych

Poniższa tabela zawiera wartości ładunku X dla fermionów modelu standardowego i ich antycząstek . Zauważ, że koniugat CP fermionu ma przeciwny ładunek X (np
. e
_L vs.
e
_R , X = −3 vs. +3).

Nazwa cząsteczki	Symbol	Ładunek X dla leworęcznych	Praworęczny ładunek X
Kwark górny	u	+1	−1
Kwark powabny	C	+1	−1
Kwark górny	T	+1	−1
Kwark dolny	D	+1	+3
Dziwny kwark	S	+1	+3
Kwark dolny	B	+1	+3
Elektron	e- _	−3	−1
mion	μ- _	−3	−1
Tauon	τ- _	−3	−1
Neutrino elektronowe	ν e	−3	−5
Neutrino mionowe	νμ _	−3	−5
Neutrino taonowe	ν τ	−3	−5
W górę antykwark	u	+1	−1
Urok antykwarku	C	+1	−1
Najlepszy antykwark	T	+1	−1
Antykwark w dół	D	−3	−1
Dziwny antykwark	S	−3	−1
Dolny antykwark	B	−3	−1
pozyton	e +	+1	+3
antymion	μ +	+1	+3
Antitau	τ +	+1	+3
Antyneutrino elektronowe	ν e	+5	+3
Antyneutrino mionowe	νμ _	+5	+3
Antyneutrino taonowe	ν τ	+5	+3

Następna tabela podaje ładunek X bozonów modelu standardowego.

Nazwa cząsteczki	Symbol	Ładunek X
Foton	γ	0
bozon W	W	0
bozon Z	Z	0
gluon	G	0
bozon Higgsa	H0	−2

Chociaż nie są częścią Modelu Standardowego, bozony GUT X i Y mają również zerowy ładunek X.

Zobacz też

• Model standardowy (sformułowanie matematyczne)
• Twierdzenie Noether
• Bozony X i Y