Я прочитал этот вопрос:
Роль W-бозонов в слабом ядерном взаимодействии и бета-распаде
W, Z вместе с фотоном составляют четыре калибровочных бозона электрослабого взаимодействия.
В СМ фотоны W, Z, образуются в результате спонтанного нарушения симметрии, от электрослабой симметрии SU (2) × U (1) Y до U (1) em, на которую влияет механизм Хиггса, который перестраивает степени свободы.
Электрический заряд возникает как (нетривиальная) линейная комбинация Y (слабый гиперзаряд) и компонента T3 слабого изоспина. которая не связана с бозоном Хиггса, то есть бозон Хиггса и электромагнитное поле не влияют друг на друга на уровне фундаментальных сил («уровень дерева»), в то время как любая другая линейная комбинация гиперзаряда и слабый изоспин будет взаимодействовать с бозоном Хиггса. Это вызывает кажущееся разделение между слабым взаимодействием, которое взаимодействует с бозоном Хиггса, и электромагнетизмом, который этого не делает. Математически электрический заряд представляет собой определенную комбинацию гиперзаряда и T3, показанных на рисунке.
https://en.wikipedia.org/wiki/Electroweak_interaction
Калибровочная группа электрослабой части стандартной модели есть SU(2) × U(1). Группа SU(2) — это группа всех унитарных матриц размера 2 на 2 с единичным определителем; все ортонормированные замены координат в комплексном двумерном векторном пространстве. Эта комбинация образующих (вращение az в SU(2) и одновременный поворот U(1) на половину угла) сохраняет вакуум и определяет неразрывную калибровочную группу в стандартной модели, а именно группу электрических зарядов. Часть калибровочного поля в этом направлении остается безмассовой и составляет физический фотон.
Итак, в основном мы понимаем, почему фотон также остается электромагнитно-нейтральным.
Теперь Z также нейтрален к электромагнитному излучению. Отсюда и название: нулевой электромагнитный заряд.
Z-бозон обеспечивает передачу импульса, спина и энергии, когда нейтрино упруго рассеиваются от материи (процесс, который сохраняет заряд). Такое поведение почти так же распространено, как и неупругие взаимодействия нейтрино, и может наблюдаться в пузырьковых камерах при облучении нейтринными пучками. Всякий раз, когда электрон наблюдается как новая свободная частица, внезапно движущаяся с кинетической энергией, делается вывод, что это результат прямого взаимодействия нейтрино с электроном, поскольку такое поведение чаще происходит, когда присутствует нейтринный пучок. В этом процессе нейтрино просто ударяется об электрон, а затем рассеивается от него, передавая часть импульса нейтрино электрону.
https://en.wikipedia.org/wiki/W_and_Z_bosons
Теперь W-бозон получил свое название в честь слабого взаимодействия.
Два W-бозона являются подтвержденными посредниками поглощения и испускания нейтрино. Во время этих процессов заряд W±-бозона индуцирует испускание или поглощение электронов или позитронов, что приводит к ядерной трансмутации. Бозон Z не участвует в поглощении или испускании электронов и позитронов.
Испускание бозона W+ или W- увеличивает или уменьшает электрический заряд испускающей частицы на одну единицу, а также изменяет спин на одну единицу. В то же время испускание или поглощение W±-бозона может изменить тип частицы, например, превратить странный кварк в ап-кварк. Нейтральный Z-бозон не может изменить ни электрический заряд какой-либо частицы, ни какой-либо другой из так называемых «зарядов» (таких как странность, барионное число, обаяние и т. д.).
Теперь я не понимаю, откуда W получает свой ЭМ заряд. Не потому ли, что само взаимодействие, когда частица испускает или поглощает нейтрино, опосредуется W-бозоном, и это вызывает испускание или поглощение электрона или позитрона, и поэтому излучающее (испускающее W) получает или теряет ЭМ заряд? Это функция W?
Никакой другой элементарный бозон не имеет ЭМ заряда, ни Z, фотон, глюон (цветной, но не ЭМ), гравитон, Хиггс.
Я понимаю, что математика описывает только реальность частиц, но есть ли в математике способ, который лучше показывает, почему буква W особенная? Или функциональность слабых взаимодействий делает W особенным с точки зрения ЭМ заряда?
Вопрос:
Это совпадение ныне признанных фактов, а не космическая логическая необходимость. Вы можете придумывать теории великого объединения с более заряженными элементарными бозонами.
На самом деле модели SUSY также содержат заряженные бозоны, такие как селектроны и т. д.
Итак, почему? Факт природы… наш. До сих пор.
Я не знаю, почему W-бозоны имеют заряд, однако попытаюсь ответить на этот вопрос. Однако я могу ответить, как W взаимодействует с другими частицами и меняет их вкус. Бозон W в основном испускается из частицы, когда это происходит, их заряд меняется на +1/-1 в зависимости от ситуации. Потеря W-бозона означает получение положительного заряда и наоборот. Также W-бозоны могут распадаться на пары лептон-антилептон или пары кварк-антикварк.
Теперь о том, почему W-бозоны имеют заряд. Они имеют заряд в основном из-за того, что при нарушении электрослабой симметрии бозон Хиггса фактически излучал голдстоуновские бозоны. Это распалось и дало W+ и W- их заряды. Причина, по которой тогда существовали заряды, заключается в том, что электромагнитная сила уже тогда частично отделялась от слабой (не полностью, но достаточно, чтобы придать смысл электрическому заряду).
Я считаю обвинение в и бозонов, чтобы уравновесить соответствующие преобразования. Это всего лишь теория, и как бозоны они являются воображаемыми виртуальными частицами. Также предполагается, что их энергия или даже заряд могут даже заимствоваться из локальной среды, в то время как участники процесса первоначально получают долг, но после завершения события отдают энергию или заряд в окружающую среду.
Г. Смит
Арпад Сендрей
Космас Захос
Г. Смит