Период полураспада бозонов WWW и ZZZ

Вт и Z бозоны должны распадаться за счет слабого взаимодействия. Но их период полураспада около т "=" 10 − 25 с что является типичным значением для частиц, распадающихся под действием сильного взаимодействия (вместо 10 − 12 − 10 − 6 с для распадающейся частицы со слабым взаимодействием). Почему это может быть?

Микросекундный распад мюона отражает небольшую скорость. Из курса физики элементарных частиц вы узнали, что соответствующий матричный элемент для этого определяется крохотным фазовым пространством и крохотным матричным элементом, отягощенным виртуальным пропагатором W. Для распада W оба эти метода не работают: нет подавления пропагатора W. Приступим к оценке фазового пространства с помощью размерного анализа. Соотнесение продолжительности жизни с типами взаимодействия — это не святое правило, а всего лишь устаревшее правило .
Спасибо. Так правильно ли говорить, что W-бозон распадается в результате слабого взаимодействия, несмотря на очень маленькое время жизни?

Ответы (2)

Да, это

правильно сказать, что W-бозон распадается в результате слабого взаимодействия, несмотря на очень маленькое время жизни.

Слабые взаимодействия были названы таковыми в прошлом веке потому, что при малых энергиях по сравнению с массой W , около 80 ГэВ, большая масса этой частицы оказывалась квадратом в пропагаторе этой виртуальной частицы во всех амплитудах слабых процессов. Это резюмируется в константе Ферми G соответствующих амплитуд. Таким образом, ширина слабого распада включает квадрат G . В результате практически по размерному анализу, например, μ -распад должен быть порядка О ( м мю 5 / м Вт 4 ) ! Напомним , что масса μ составляет ~ 0,1 ГэВ, то есть в тысячу раз меньше массы W. (Это 2-масштабная задача: массы электрона и нейтрино здесь пренебрежимо малы.) Таким образом, все низкоэнергетические слабые процессы «прокляты» таким подавлением.

Как вы, вероятно, рассмотрели или расскажете в своем курсе физики элементарных частиц, фактическая малая ширина μ -распада, обеспечивающая его долгое, микросекундное, время жизни, составляет

Г мю ∼ г 2 м мю 5 192 π 3 "=" г 4 м мю 5 м Вт 4 π 3   6144 ,

где g — обычная ЭВ-связь.

Теперь сравните это с реальным распадом W в μ ν , где нет подавления пропагатора :

Г Вт → мю ν ∼ г 2 м Вт / 48 π ,
чей порядок вы снова найдете с помощью размерного анализа: он должен быть м Вт , так как это проблема с одним масштабом --- все остальные масштабы пренебрежимо малы.

Отношение этих двух, таким образом, составляет

м мю 5 м Вт 5   г 2 128 π 2
и так 20 порядков. А вы думали, что такие скачки бывают только в астрономии...

Вы также можете поразиться силе электрослабого объединения СМ, которое приводит вас к таким разумным описаниям на 20 порядков величины.

Оба являются слабыми процессами распада, но распад промежуточного векторного бозона происходит при гораздо более высоких энергиях 80-90 ГэВ по сравнению с 1 ГэВ для бета-распада.

@flippiefanus действительно, я не должен.
Период полураспада бозонов WWW и ZZZ
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v