Neitrālā strāva

Elementārdaļiņu "standartmodelis" (angliski)

Vājā neitrālās strāvas mijiedarbība ir viens no veidiem, kā subatomārās daļiņas var savā starpā mijiedarboties ar vājā spēka palīdzību. Šo mijiedarbību mediators ir Z bozons. Vājo neitrālo strāvu atklāšana rosināja apvienot elektromagnētismu un vājo spēku elektrovājajā spēkā, kā arī noveda pie W un Z bozonu atklāšanas.

Vienkāršots apraksts

Vājais spēks ir vislabāk pazīstams ar savu lomu kodolsabrukšanā. Tam ir ļoti mazs darbības rādiuss un, tāpat kā gravitācijas spēks, tas var mijiedarboties ar neitrīno. Tāpat kā citi subatomārie spēki, vājais spēks tiek pārraidīts ar apmaiņas daļiņām. Vājā spēka apmaiņas daļiņas ir W un Z bozoni. W ir lādiņš, kas var būt pozitīvs vai negatīvs, bet Z elektriskā lādiņa nav. Z bozons pārnes momentu, spinu un enerģiju, bet kvantu skaitļi, lādiņš, aromāts, barionu skaitlis, leptonu skaitlis u.c., paliek nemainīgi. Dēļ tā, ka nenotiek lādiņa pārnešana, daļiņu apmaiņa tiek aprakstīta kā "neitrāla". Termins "strāva" tiek lietots, lai aprakstītu daļiņu apmaiņu, un nav saistīts ar elektrību.

Definīcija

Neitrālo strāvu tā dēvē dēļ daļiņu mijiedarbības. Piemēram, $\nu _{e}e^{-}\rightarrow \nu _{e}e^{-}$ elastīgās izkliedes amplitūdas, neitrālās strāvas, komponente.

${\mathfrak {M}}^{\mathrm {NC} }\propto J_{\mu }^{\mathrm {(NC)} }(\nu _{\mathrm {e} })\;J^{\mathrm {(NC)} \mu }(\mathrm {e^{-}} )~,$

Neitrālā strāva apraksta neitrīno un elektronu plūsmu:

$J^{\mathrm {(NC)} \mu }(f)={\bar {u}}_{f}\gamma ^{\mu }{\frac {1}{2}}\left(g_{V}^{f}-g_{A}^{f}\gamma ^{5}\right)u_{f},$

$g_{V}^{f}=T_{3}(f)-2\sin ^{2}\theta _{W}~Q(f)$ un $g_{A}^{f}=T_{3}(f)$ ir vektoru un aksiālo vektoru savienojumi fermioniem $f$. Kreisi hirālie savienojumi neitrīno un aksiāli savienojumi lādētiem leptoniem.

Z bozons var saistīties ar jebkuru standartmodeļa daļiņu, atskaitot gluonus un fotonus. Jebkāda mijiedarbība starp divām lādētām daļiņām, kas var notikt ar virtuālo Z bozonu palīdzību, var notikt arī ar virtuālo fotonu palīdzību, ja vien mijiedarbojošos daļiņu enerģijas nav pielīdzināmas Z bozona masai, kas ir aptuveni (91 GeV) vai lielākas. Ja enerģijas tuvojas Z bozona masai, tad ir novērojama rezonanse un vājās mijiedarbības ietekme uz elektromagnētiskā procesa amplitūdu par aptuveni divām kārtām pārsniedz fotona ieguldījumu. Pie lielākām enerģijām mijiedarbību ieguldījumi ir vienlīdzīgi.

Pirmie daļiņu paātrinātāji ar pietiekamām enerģijām, lai varētu novērot neitrālo strāvu mijiedarbības un izmērītu Z bozona masu, parādījās 1983 gadā.

Vienīgais skaidrojums elastīgai neitrīno izkliedei matērijā ir Z bozonu mijiedarbība. Neitrīno ir vienlīdzīga iespējamība izkliedēties elastīgi (Z bozonu apmaiņa) un neelastīgi (W bozonu apmaiņa). Vājās neitrālās strāvas 1973. gadā paredzēja Abduss Salams (Abdus Salam), Šeldons Glašovs (Sheldon Glashow) un Stīvens Veinbergs (Steven Weinberg), un tajā pašā gadā pierādīja ekspermentāli, neitrīno eksperimentā pūslīšu kamerā, Gargamelē, CERN.

Skatīt arī

• Lādētā strāva
• Elektriskā strāva
• Aromātu mainoša neitrālā strāva
• Kvantu hromodinamika

Ārējās saites

• «Discovery of weak neutral currents». CERN Courier. Arhivēts no oriģināla, laiks: 2011. gada 20. maijā. Skatīts: 2020. gada 22. jūnijā.
• «Gargamelle». CERN public web. Research. Arhivēts no oriģināla, laiks: 2011-08-27. Skatīts: 2011-08-27.
• «Neutral current interaction». Britannica.
• Nave, R. «Neutral current». GSU. Arhivēts no oriģināla, laiks: 2020. gada 25. jūnijā. Skatīts: 2020. gada 22. jūnijā.
• Nieves, J.; Valverde, M.; Vicente Vacas, M.J. (2006). "Charged and neutral current neutrino induced nucleon emission reactions". Acta Physica Polonica B 37 (8): 2295–2301.
• Gargamelle. 2009-07-07.
• Fraser, Gordon. «Twenty-five years of neutral currents». CERN Courier, 1998. gada 3. novembris. 27904. Arhivēts no oriģināla, laiks: 2011. gada 13. novembrī. Skatīts: 2020. gada 22. jūnijā. Gordon Fraser looks back at how confirmation of the existence of neutral currents ushered in a new understanding of physics.
• Antonio (Tony) Padilla. Brady Haran (redaktors) . «Gargamelle and neutral currents». Sixty Symbols. Notingemas universitāte.