Bósons W e Z

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Bosões/Bósons W± e Z⁰
Composição: Partícula elementar
Família: Bóson
Grupo: Bóson de gauge
Interação: interação fraca
Teorizada: Glashow, Weinberg, Salam (1968)
Descoberta: Colaborações de UA1 e UA2, 1983
Massa: W: 80.398±0.023 GeV/c^2[1]
Z: 91.1876±0.0021 GeV/c^2[2]
Carga elétrica: W: ±1 e
Z: 0 e
Spin: 1

Bosões (português europeu) ou Bósons (português brasileiro) W e Z (conhecidos como bósons fracos ou, menos especificamente, os bósons vetoriais intermediários) são partículas elementares que mediam a força fraca; seus símbolos são W+, W− e Z. Os bósons W tem uma carga elétrica positiva e uma negativa de uma carga elementar, respectivamente, e são antipartículas um do outro. O bóson Z é eletricamente neutro e é a sua própria antipartícula. As três partículas têm um spin de 1, e os bósons W possuem um momento magnético, enquanto que o Z não tem nenhum. Todos as três destas partículas possuem duração muito curta com uma meia-vida de cerca de 3×10−25 s. Sua descoberta foi um grande sucesso para o que hoje é chamado de Modelo Padrão da física de partículas.

Os bósons W são nomeados assim por causa da força fraca (weak force). O físico Steven Weinberg nomeou a partícula adicional de "partícula Z" [3] , mais tarde, deu a explicação de que era a última partícula adicional necessária pelo modelo (os bósons W já haviam sido nomeados) e que possuía carga elétrica zero.[4]

Os dois bósons W são mais conhecidos como mediadores da absorção e da emissão de neutrinos, onde sua carga está associada com a emissão ou a absorção dos elétrons ou dos pósitrons, sempre causando transmutação nuclear. O bóson Z não está envolvido na absorção ou emissão de elétrons e pósitrons.

O bóson Z medeia a transferência de momentum, spin e energia quando neutrinos se espalham elasticamente a partir da matéria, algo que deve acontecer sem a produção ou absorção de novas partículas carregadas. Tal comportamento (o que é quase tão comum quanto as interações de neutrinos inelásticos) é visto em câmaras de bolha irradiadas com feixes de neutrinos. Sempre que um elétron simplesmente "aparece" em tal câmara, como uma nova partícula livre repentinamente movendo-se com certa energia cinética, e move-se na direção dos neutrinos como o resultado aparente de um novo impulso, e este comportamento acontece mais frequentemente, quando o feixe de neutrinos está a vista, infere-se que seja resultado de um neutrino interagindo diretamente com o elétron. Aqui, o neutrino simplesmente ataca o elétron e dispersa longe dele, transferindo parte do momentum do neutrino para o elétron. Uma vez que (I) nem neutrinos nem electrões são afectados pela força forte, (II) neutrinos são electricamente neutros (por conseguinte, não interagem electromagneticamente), e (III) as massas extremamente pequenas destas partículas fazem qualquer força gravitacional entre eles desprezível, tal interação só pode acontecer através da força fraca. Já que tal elétron não é criado a partir de um núcleo, e mantém-se inalterado, exceto para o novo impulso de força transmitida pelo neutrino, essa interação de força fraca entre o neutrino e o elétron e deve ser mediada por uma partícula de bóson-fraco, sem carga. Assim, essa interação exige um bóson Z.

Propriedades básicas[editar | editar código-fonte]

Dois tipos de Bósons W existem com +1 e -1 unidades elementares de carga elétrica; o bóson W+ é a antipartícula do bóson W-. O bóson Z (ou Z) é eletricamente neutro e é a sua própria antipartícula. As três partículas são de vida muito curta com uma média de vida de cerca de 3 \cdot 10^{-25}s.


Referências

  1. Sld, Cdf. LEP EWWG Home Page Lepewwg.web.cern.ch. Visitado em 2008-09-10.
  2. C. Amsler et al.. (2008). "2008 Review of Particle Physics – Gauge and Higgs Bosons". Physics Letters B B667: 1. Visitado em 3/5/2010.
  3. Steven Weinberg, A Model of leptons., Phys. Rev. Lett. 19, 1264–1266 (1967) – the electroweak unification paper.
  4. Weinberg, Steven (1993). Dreams of a Final Theory: the search for the fundamental laws of nature. Vintage Press. p. 94. ISBN 0-09-922391-0.
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