Kraftträger WWW-Boson

Eine Kraft zwischen zwei Teilchen kann entweder als Einwirkung eines von einem Teilchen erzeugten Kraftfeldes auf das andere oder als Austausch virtueller Kraftträgerteilchen zwischen ihnen beschrieben werden.

Diese virtuellen Kraftträgerteilchen werden bei diesen Prozessen physikalisch erzeugt, wie beim Beta-Zerfall von Neutronen? Warum werden sie "virtuell" genannt? ich weiß, dass W Boson wurde in einem physikalischen Experiment mit "schwacher Wechselwirkung" entdeckt, also wurde es tatsächlich produziert.

Was meinen Sie mit "tatsächlich", "virtuell", "physisch", etc... Haben Sie "virtuelle Teilchen" vollständig recherchiert?

Antworten (1)

Auf einer gewissen Ebene sind keine Partikel „physisch“; sie alle sind Werkzeuge, die wir verwenden, um die Wechselwirkungen von Quantenfeldern zu beschreiben. Dies gilt insbesondere für virtuelle Teilchen, die außerhalb der Reaktion, an der sie beteiligt sind, nicht existieren.

Typischerweise nennen wir die Teilchen, die in Feynman-Diagramme ein- und austreten , "real". Sie breiten sich "bis ins Unendliche" aus, oder zumindest so weit, wie es ihre Zerfallslebensdauer zulässt. Da sie für eine lange Zeit existieren, müssen sie "auf der Massenhülle" sein, wenn sie nicht zerfallen (mit anderen Worten, ihre Energie und ihr Impuls müssen mit ihrer Masse übereinstimmen). Wenn sie zerfallen, hängt die Lebensdauer des Teilchens von der "Breite" ihrer Masse ab; mit anderen Worten, sie können leicht von der Massenhülle abweichen (dh sie können eine Energie und einen Impuls haben, die etwas unvereinbar mit ihrer Masse sind), aber nicht so sehr, als ob sie vor dem Zerfall vernichtet würden.

Im Gegensatz dazu werden die Teilchen, die vollständig im Inneren des Feynman-Diagramms liegen, diejenigen, die innerhalb derselben Wechselwirkung erzeugt und dann vernichtet werden, typischerweise als "virtuell" bezeichnet. Aufgrund ihrer kurzen Existenz können virtuelle Teilchen „aus der Massehülle“ sein (dh ihre Energie und ihr Impuls müssen nicht der tatsächlichen Masse des Teilchens entsprechen). Sie werden oft die "Virtualität" eines ausgetauschten Teilchens diskutieren hören; Dies ist ein Maß dafür, wie inkonsistent die Energie und der Impuls des ausgetauschten Teilchens mit seiner Masse sind.

Wie steht es mit dem W-Boson im Beta-Zerfall von Neutronen? Es wurde in einem Experiment aufgedeckt, also war es aus oder auf der Massenhülle?
@Salmone Das W-Boson hat eine Masse von 80 GeV. Die an einer Beta-Zerfallsreaktion beteiligte Energie liegt in der Größenordnung von einem MeV. Der Beta-Zerfall hat nicht annähernd genug Energie, um ein On-Shell-W-Boson zu erzeugen; das am Beta-Zerfall beteiligte W-Boson ist sehr weit von der Schale entfernt.
Entschuldigung, das Experiment war mit Proton gegen Antiproton. In diesem Fall wurde das W-Boson produziert?
@Salmone Die Schwerpunktsenergie dieses Experiments betrug 540 GeV, was definitiv ausreicht, um W-Bosonen auf der Schale zu erzeugen. Allerdings ist die Lebensdauer des W-Bosons so kurz ( 10 24 Sekunden!), dass es nicht viel Sinn macht, von einem "echten" W-Boson im obigen Sinne zu sprechen. Jedes W-Boson, das wir produzieren, ist intern in einem Feynman-Diagramm, bevor es einen Detektor erreicht, also beobachten wir es, indem wir nach der Spitze seiner Produktionsrate um seine Masse auf der Hülle suchen. Siehe folgende Übersicht: cds.cern.ch/record/2103277/files/9789814644150_0006.pdf
Wenn also die Energie ausreicht, wird das W-Boson produziert, aber wenn die Energie niedriger ist, wird das W-Boson nicht produziert, aber es findet immer noch eine schwache Wechselwirkung statt. Ich kann es wirklich nicht verstehen.
@ Salmone Das ist nicht ganz richtig. Wenn die Energie unter der Produktionsschwelle für ein W auf der Schale liegt (d. h. eines mit einer scheinbaren Masse, die nahe der tatsächlichen Masse des W-Bosons liegt), dann ist ein W außerhalb der Schale (d. h. eines mit einer scheinbaren Masse, die kleiner ist als die tatsächliche Masse des W-Bosons) erzeugt und vernichtet.
@Salmone Letztendlich denke ich, dass Sie das Wort "produziert" definieren müssen, damit diese Diskussion fortgesetzt werden kann.
Mit produziert meine ich, dass ein Teilchendetektor es erkennen könnte.
Die W-Bosonen existieren wirklich als Teilchen, sie sind keine rein mathematischen Dinge. Wie konnten Physiker sagen, dass in der schwachen Wechselwirkung das W-Boson existiert, da sie es nicht nachweisen können? ( T = 10 24 S )
@Salmone Was bedeutet es zu sagen, dass ein Partikel "wirklich existiert"?
dass man es vielleicht mit einem Mikroskop sehen kann