corriente cargada

Una forma en que las partículas pueden interactuar con la fuerza débil

Las interacciones de corrientes cargadas son una de las formas en que las partículas subatómicas pueden interactuar mediante la fuerza débil . Estas interacciones están mediadas por la
W.⁺
y
W.⁻
bosones .

En lenguaje sencillo

El diagrama de Feynman más simple para la desintegración beta . Contiene una interacción de corriente cargada en cada vértice.

Las interacciones con corriente cargada son la clase de interacciones débiles que se detectan más fácilmente. La fuerza débil es mejor conocida por mediar en la desintegración nuclear . Tiene un alcance muy corto, pero es la única fuerza (aparte de la gravedad ) que interactúa con los neutrinos . La fuerza débil se transmite a través de las partículas de intercambio W y Z. De estos, el bosón W tiene una carga eléctrica positiva o negativa y media la absorción y emisión de neutrinos por o con una partícula cargada eléctricamente. Durante estos procesos, el bosón W induce la emisión o absorción de electrones o positrones , o cambia el sabor de un quark así como su carga eléctrica, como en la desintegración beta o la captura de K. ^[1]

Por el contrario, la partícula Z es eléctricamente neutra y el intercambio de un bosón Z no afecta los números cuánticos de las partículas que interactúan, excepto por una transferencia de impulso, espín y energía.

Debido a que el intercambio de bosones W implica una transferencia de carga eléctrica (así como una transferencia de isospin débil , mientras que la hipercarga débil no se transfiere), se conoce como "corriente cargada". Por el contrario, los intercambios de bosones Z no implican transferencia de carga eléctrica, por lo que se denomina " corriente neutra ". En el último caso, la palabra “corriente” no tiene nada que ver con la electricidad: simplemente se refiere al movimiento de los bosones Z entre otras partículas.

Definición

El nombre de "corriente cargada" surge debido a las corrientes de fermiones acoplados a los bosones W que tienen carga eléctrica. Por ejemplo, la contribución corriente cobrada al
v
_mi
mi⁻
→
v
_mi
mi⁻
la amplitud de dispersión elástica es: ^[2]

${\displaystyle {\mathfrak {M}}^{\mathrm {CC} }\propto J_{\mu }^{\mathrm {(CC)} }(\mathrm {e^{-}} \to \nu _{\mathrm {e} })\;J^{\mathrm {(CC)} \mu }(\nu _{\mathrm {e} }\to \mathrm {e^{-}} ),}$

donde las corrientes cargadas que describen el flujo de un fermión hacia el otro vienen dadas por: ^[2]

${\displaystyle J^{\mathrm {(CC)\mu } }(f\to f')={\bar {u}}_{f'}\gamma ^{\mu }{\frac {1}{2}}\left(1-\gamma ^{5}\right)u_{f}.}$

El bosón W puede acoplarse a cualquier partícula con isospin débil (es decir, cualquier fermión zurdo del modelo estándar ). ^{[Nota 1]}

Ver también

• Corriente neutra
• Bosones W y Z

Notas

1. El bosón W también puede acoplarse con cualquier bosón calibre electrodébil y el bosón de Higgs , pero normalmente no se caracterizan como interacciones de corriente cargada.

Referencias

1. "Folleto 8 sobre física de partículas" (PDF) . Universidad de Edimburgo . Consultado el 19 de mayo de 2021 .
2. Hamilton, Keith (2016-2017). "Interacciones débiles de corriente cargada I" (PDF) . University College de Londres. pag. dieciséis . Consultado el 7 de mayo de 2021 .