Bosones W y Z
Fueron descubiertas en el CERN, en 1983; aunque su existencia y características generales habían sido predichas mucho antes.
El bosón Z puede haber recibido ese nombre por ser el último de los tres en descubrirse, o tal vez por tener carga eléctrica cero (zero, en inglés).
[1] En español también se suelen conocer como «bosones intermedios».
El bosón Z es eléctricamente neutro, y es su propia antipartícula[cita requerida].
Los tres tipos de bosones son muy masivos para ser partículas elementales[aclaración requerida].
Cuando un leptón o un quark parece convertirse en uno más ligero (se desintegra o decae), se dice que cambian de sabor.
Uno de los procesos más importantes en los que intervienen los bosones W es la desintegración beta, en la que un neutrón se 'convierte' en un protón: Como podemos observar, el neutrón se convierte en un protón y emite además un electrón y un electrón-antineutrino.
Pero el quark abajo no es el que emite el electrón y el neutrino.
Es el bosón W el que casi instantáneamente después decae en los dos leptones.
Viendo los casos anteriores, el bosón Z debería intervenir en los procesos que no implican cambio en la carga eléctrica de la partícula afectada (pero sí cambio de sabor), pero no es el caso.
Este bosón solo actúa como partícula portadora de momento lineal: cuando dos partículas se intercambian un bosón Z una le está pasando momento a la otra.
Las partículas que hacen ese tipo de cosas se llaman partículas virtuales, y se dan también en las otras fuerzas fundamentales, pero la masa de los bosones W y Z hace que esta idea cobre mayor relevancia.
Por su trabajo en la teoría electrodébil; Sheldon Glashow, Steven Weinberg, y Abdus Salam recibieron el premio Nobel de física.
Pero como estos campos intereaccionan de una manera compleja con el bosón de Higgs acaban comportándose como partículas másicas, por lo que en situaciones donde el bosón de Higgs no sea observable cabe esperar que la interacción débil se manifieste mediante bosones vectoriales sin masa sino como partículas másicas, tal como se ha observado.
, y en ese caso el mínimo del potencial bicuadrático vendrá dado por: (2)
En estas circunstancias sin pérdida de generalidad puede tomarse como estado que representa al vacío efectivo el siguiente: (3)
, el vector que da el estado de campo puede representarse como: (4a)
El anterior estado puede reparametrizarse como una perturbación en términos de cuatro campos reales: tres
Como la teoría es invariante por la acción del grupo unitario U(1), mediante una transformación la expresión anterior puede escribirse de manera equivalente como: (4c)
y se introduce el ángulo llamado de Weinberg como: Se pueden escribir las siguientes combinaciones de campos o "campos derivados": (6a) La langrangiana puede escribirse en términos de estos nuevos campos como: (5c)
sí, y es el responsable de que deje el campo
[4] Se fotografió cómo unos cuantos electrones comenzaron de pronto a moverse sin más.
El descubrimiento propiamente dicho de los bosones tuvo que esperar diez años hasta la construcción del Super Proton Synchrotron.
Ambos científicos recibieron el premio Nobel de física en 1984 por su descubrimiento.
[8] El equipo encriptó deliberadamente sus datos y se ocultó cualquier resultado preliminar hasta que se completó el análisis, para evitar que un "sesgo de confirmación" distorsionara su interpretación de los datos.
[9] Kotwal lo describió como "la grieta más grande en esta hermosa teoría", especulando que podría ser la "primera evidencia clara" de otras fuerzas o partículas no explicadas por el modelo estándar, y que podrían explicarse por teorías como la supersimetría.
[7] El físico teórico ganador del Nobel Frank Wilczek describió el resultado como un "trabajo monumental".
Esto sugiere que las mediciones antiguas o nuevas, a pesar de todas las precauciones, tienen un error sistemático inesperado, como una anomalía no detectada en el equipo.
Los experimentos futuros con el LHC pueden ayudar a determinar qué conjunto de mediciones, si las hay, son las correctas.
[11] En 2023, el experimento ATLAS publicó una medición mejorada de la masa del bosón W, 80360 ± 16 MeV, que se alineaba con las predicciones del modelo estándar.
