Bósons W e Z

Nomeação

Os bósons W são nomeados em função da força fraca pela qual são responsáveis. Força fraca é a que os físicos acreditam ser responsável pela quebra de alguns elementos radioativos, sob a forma de decadência Beta. No final dos anos 70, os cientistas conseguiram combinar as primeiras versões da força fraca com o eletromagnetismo, e a chamaram de força eletroweak.

Criação dos bósons W e Z

Os bósons W e Z são conhecidos apenas por serem criados sob a decadência Beta, que é uma forma de decadência radioativa.

Decadência Beta

A decadência beta ocorre quando há muitos nêutrons em um átomo. Uma maneira fácil de pensar em um nêutron é que ele é feito de um próton e um elétron. Quando há muitos nêutrons em um núcleo de átomo, um nêutron se divide e forma um próton e um elétron. O próton ficará onde está e o elétron será lançado para fora do átomo a uma velocidade incrível. É por isso que a radiação Beta é prejudicial aos seres humanos.

O modelo acima não é totalmente preciso, pois tanto os prótons quanto os nêutrons são feitos de três quarks, que são partículas elementares. Um próton é composto de dois quarks acima (+2/3 de carga) e um quark abaixo (-1/3 de carga). Um nêutron é composto de um quark superior e dois quarks inferiores. Por causa disso, o próton tem +1 carga e o nêutron 0 carga.

Acredita-se que a força fraca seja capaz de mudar o sabor de uma quark. Por exemplo, quando muda um quark para baixo em um neutron para um quark para cima, a carga do neutron se torna +1, já que teria a mesma disposição de quarks que um próton. O nêutron de três quadrados com uma carga de +1 não é mais um nêutron depois disso, pois preenche todos os requisitos para ser um próton. Portanto, a decomposição Beta fará com que um nêutron se torne um próton (junto com alguns outros produtos finais).

W decadência dos bósons

Quando uma quark muda de sabor, como faz em Beta, ela libera um boson W. Em média, os bosons W duram apenas 3x10-25 segundos antes de se decomporem em outras partículas, e é por isso que não os tínhamos descoberto até menos de meio século atrás. Surpreendentemente, os bósons W têm uma massa de cerca de 80 vezes a de um próton. Tenha em mente que o nêutron do qual ele veio tem quase o mesmo peso que o próton. No mundo quântico, não é raro que uma partícula mais maciça venha de uma partícula menos maciça; a massa extra vem da energia armazenada através da famosa fórmula de Einstein, E = m c 2 {\\\i1}{\i1}. . Depois dos 3x10-25 segundos, um bóson W decompõe-se em um elétron e um neutrino. Como os neutrinos raramente interagem com a matéria, podemos ignorá-los a partir de agora. O elétron é impulsionado para fora do átomo a uma alta velocidade. O próton que foi produzido pela decadência Beta permanece no núcleo do átomo, e eleva o número atômico em um.

Z decadência dos bósons

Os bósons Z também estão previstos no Modelo Padrão da Física, que previu com sucesso a existência dos bósons W. Os bósons Z se decompõem em um férmion e sua antipartícula, que são partículas como elétrons e quarks que têm giro em unidades de metade das tábuas reduzidas constantes.

Este é um diagrama de Beta Decadência. "udd" e "n" referem-se a um nêutron, composto de um quark acima e dois quarks abaixo. "udu" e "p" referem-se a um próton, composto de dois quarks para cima e um quark para baixo. W- refere-se a um W- bóson, que se decompõe em um e- (elétron) e um ve com uma linha sobre ele (um antineutrino de elétron). "t" refere-se ao tempo.