Warum können die WWW- und ZZZ-Bosonen nicht in ein Paar Quarks zerfallen, von denen eines ein Top- oder Anti-Top-Quark ist?

Jetzt kann ich verstehen, dass es unwahrscheinlich ist, a zu sehen W oder Z Bosonzerfall in ein Paar Quarks, die ein Top- oder Anti-Top-Quark beinhalten, einfach wegen der Menge an Energie, die es erfordern würde, aber finden es gut im Bereich einer theoretischen Möglichkeit, die nicht an praktische Einschränkungen gebunden ist, wenn man bedenkt, dass jedes Teilchen genug Geschwindigkeit haben kann um ein beliebiges Energieniveau zu erreichen.

Wikipedia gibt an, dass die Verzweigungsverhältnisse theoretisch aus Kopplungskonstanten abgeleitet werden können, so dass es irgendwie so aussieht W Und Z Bosonenenergieniveaus sind begrenzt. Ich denke, dass vielleicht einige Annahmen getroffen werden, um die Verzweigungsverhältnisse abzuleiten, die die Annahme des Energieniveaus dieser Bosonen beinhalten, wodurch das Top-Quark von den Verzweigungsverhältnissen ausgeschlossen wird.

Kann jemand bestätigen, dass es für ein Top- oder Anti-Top-Quark möglich ist oder nicht, an a beteiligt zu sein? W oder Z Bosonzerfall, indem Sie angeben, welcher theoretische Mechanismus dies zulässt oder verhindert?

Hinweis: Es hört sich so an, als ob, da der Referenzrahmen des Bosons und der Zerfallsprodukte gleich sind, die gesamte Masse-Energie der Produkte auf die Ruhemasse des Bosons beschränkt ist.

Das Z-Boson hat Quark-Antiquark-Zerfallsmodi, die direkt auf dem Informationsblatt der Partikeldatengruppe aufgeführt sind. Außerdem hat es mehr als genug Masse, um mindestens in die 5 leichteren Quarks als Teilchen-Antiteilchen-Paare zu zerfallen
@Triatticus, ich denke, der Zerfall des W-Bosons wäre so etwas wie ein Top und ein Bottom (bottom oder strange oder down quark gepaart mit einem top)

Antworten (1)

Die Top-Quark-Masse, M Spitze = 173 G e v / C 2 , ist viel schwerer als die Masse der geladenen ( M W = 80 G e v / C 2 ) oder neutral ( M Z = 91 G e v / C 2 ) schwaches Boson. Ein schwaches Boson in seinem Ruhesystem hat also nicht genug Energie, um in einen Endzustand mit Top-Quarks zu zerfallen.

Jedes Teilchen kann genug Geschwindigkeit haben, um Energie zu gewinnen

Geben Sie ihm jede gewünschte Geschwindigkeit. Ich laufe neben dem schwachen Boson her und beobachte den Zerfall in seinem Ruhesystem. (Ich bin sehr schnell.) Es gibt nicht genug Energie für den Zerfall in meinem Bezugsrahmen, also beobachtest du ihn auch nicht.

Es scheint, dass irgendwie die Energieniveaus der Z- und W-Bosonen begrenzt sind.

Du scheinst das vielleicht zu denken Z Und W besitzen innere Freiheitsgrade und können im angeregten Zustand Energie speichern. Das ist eine gute Idee: Wir sehen, dass Atome und Kerne Energie intern speichern können. Sogar Nukleonen vibrieren, wenn Sie sie hart genug treffen, wodurch das Baryonenspektrum entsteht. Allerdings ist die Z Und W (zusammen mit den Quarks und den Leptonen) sind strukturlose Elementarteilchen . Soweit wir wissen, haben sie keine inneren Freiheitsgrade zu erregen.

nicht für das OP, aber für allgemeine Leser vielleicht die Möglichkeit, dass in zukünftigen Hochenergiebeschleunigern ein virtuelles Z zu t t_bar möglich ist?
Die Wahl eines Ruherahmens macht für mich keinen Sinn. Können Sie das umformulieren oder umschreiben, um es besser zu erklären?
@Jason Betrachten Sie ein Teilchen mit vier Impulsen ( E , P → ) und Masse M 2 = E 2 − P 2 . Sie können immer in einen Referenzrahmen steigen, in dem sich das Vier-Impuls befindet ( M , 0 → ) . Wenn Ihre Theorie unter Lorentz-Transformationen invariant ist (wie es die spezielle Relativitätstheorie erfordert), müssen Sie in beiden Referenzrahmen dieselbe Physik haben.
Ein Elektron, das um einen Teilchenbeschleuniger herumfliegt, kann mehr Energie haben als seine Ruhemasse – vorausgesetzt, dass m in (m, 0) die Ruhemasse ist.
@Jason Nur im Laborrahmen. Das Elektron glaubt, dass es in Ruhe ist, während es von Wechselwirkungen mit einem relativistisch um es herum abstürzenden Teilchenbeschleuniger gebeutelt wird. Verwandt , verwandt .
Es hört sich so an, als ob, da der Referenzrahmen des Bosons und der Zerfallsprodukte gleich sind, die gesamte Masse-Energie der Produkte auf die Ruhemasse des Bosons beschränkt ist.
@Jason Ja, genau so. Wenn Sie wirklich an den Zerfall im Laborrahmen denken wollen, denken Sie, dass ein zerfallendes Teilchen in Bewegung in ebenfalls in Bewegung befindliche Tochterteilchen zerfallen muss, also müssen Sie zusätzlich zu ihren Massen die kinetischen Energien der Tochterteilchen berücksichtigen.
Warum können die WWW- und ZZZ-Bosonen nicht in ein Paar Quarks zerfallen, von denen eines ein Top- oder Anti-Top-Quark ist?
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