Баждарен бозон

Баждарен бозон — бозонски честички кои служат како носители на освновните сили на природата. Поконкретно, елементарните честички чии заемодејства се утврдени во баждарната теорија, воздејствуваат со сили една на друга со размена на баждарни бозони, обично во облик на виртуелни честички.

Во стандардниот модел

Во стандарниот модел постојат три вида на баждарни бозони:

1. фотони,
2. W и Z бозони и
3. глуони.

Секој од нив соодветствува на една од трите заемодејства во стандардниот модел: фотоните се баждарни бозони на електромагнетното заемодејство, W и Z бозоните се носители на слабото заемодејство, а глуоните го носат силното заемодејство. Изолираните глуони не се јавуваат при ниска енергија заради бојна заробеност. Во тој случај ова би резултирало со масни глуонски топчиња, но овие не се нашироко експериментално потврдени).

Број на баждарни бозони

Во квантизирана баждарна теорија, баждарните бозони се квантови на баждарните полиња. Затоа бројот на баждарните бозони е еднаков на бројот на извори на баждарното поле. Во квантната електродинамика, баждарната група е U(1); во овој едноставен случај има само еден баждарен бозон. Во квантната хромодинамика, посложената група SU(3) има осум извори, аналогно на осумте глуони. Трите W и Z бозони (приближно) соодветствуваат на трите извори на SU(2) во електрослабата теорија.

Масни баждарни бозони

Од технички причини поврзани со баждарната непроменливост, баждарните бозони се опишуваат математичи со равенки за полиња за бесмасни честички. Затоа, на наивно теоретско ниво сите баждарни бозони треба да се безмасни, а силите коишто тие ги утврдуваат треба да се далекусежни. Но оваа идеја се коси со експерименталните докази дека слабото заемодјество има многу краток досег, и ова бара понатамошен теоретски увид.

Според стандардниот модел, W и Z бозоните добиваат маса по пат на Хигсовиот механизам. Во Хигсовиот механизам, четирите баждарни бозони (со симетрија SU(2)×U(1)) на обединетото електрослабо заемодејство се соединуваат со Хигсово поле. Ова поле претрпува спонтано нарушување на симетријата заради обликот на неговиот заемодејствителен потенцијал. Како резултат на тоа универзумот е проткаен со не-нулта Хигсова вакуумска очекувана вредност. Оваа вредност се соединува со три од електрослабите баждарни бозони (W и Z бозоните), и така им дава маса; преостанатиот баждарен бозон (фотонот) останува безмасен. Оваа теорија го предвидува и постоењето на скаларниот Хигсов бозон, кој сè уште не е забележан.

Повеќе од стандарниот модел

Теории на големото обединување

Според теориите на големото обединување би требало да постојат уште баждарни бозони, наречени X и Y бозони. Овие ги насочуваат заемодејствата помеѓу кварковите и лептоните, нарушувајќи го запазувањето на барионскиот број и предизвикувајќи распаѓање на протоните. Овие бозони би имале огромна маса (дури и повеќе од W и Z бозоните) поради нарушувањето на симетријата. Досега нема никакви наоди кои го докажуваат постоењето на вакви бозони.

Гравитони

Четвртото основно заемодејство е гравитацијата, чиј носител може исто така што биде бозон, наречен гравитон. Во отсуство на експериментални докази и математички кохерентна теорија на квантната гравитација, засега не се знае дали ова би бил баждарен бозон или нешто друго. Улогата на баждарната непроменливост во општата теорија на релативитетот ја игра слична симетрија: дифеоморфната непроменливост.

W' и Z' бозони

Главна статија: W' и Z' бозони

W' и Z' бозоните се нови хипотетички баждарни бозони (именувани аналогно на W и Z бозоните од стандарниот модел).

Поврзано

• Бозон
• Хигсов бозон
• Електрослабо заемодејство
• Основно заемодејство
• Квантна хромодинамика
• Квантна електродинамика

Надворешни врски

• Проф. Кристофер Т. Хил ги објаснува баждарните бозони и баждарните полиња (видеоснимка) (англиски)