Bosoni X e Y

Bosoni X e Y
ComposizioneParticella elementare
FamigliaBosoni
GruppoBosoni di gauge
Statusipotetica
SimboloX e Y
Proprietà fisiche
Massacirca 1 x 10 15 {\displaystyle 10^{15}} GeV/c2
Carica elettricaX:+4/3 e
Y: +1/3 e
Spin1

In fisica, i bosoni X e Y sono le particelle elementari ipotetiche, analoghe ai bosoni W e Z, responsabili di un nuovo tipo di forza prevista dal modello di Georgi–Glashow della teoria della grande unificazione.[1]

Le proprietà di questi bosoni vettori variano a seconda della teoria della grande unificazione in cui sono previsti. Nella maggior parte di tali teorie, i bosoni X e Y sono composti da quark e leptoni, consentendo la violazione della conservazione del numero barionico e quindi consentendo il decadimento del protone.

Proprietà

I bosoni X e Y accoppiano i quark e i leptoni, permettendo così la violazione della conservazione del numero barionico e quindi consentendo il decadimento del protone.

Un bosone X avrebbe i seguenti modi di decadimento:[1]

X → u + u {\displaystyle X\rightarrow u+u}

X → e + + d ¯ {\displaystyle X\rightarrow e^{+}+{\bar {d}}}

dove u {\displaystyle u} è un quark up, d ¯ {\displaystyle {\bar {d}}} un antiquark down e e + {\displaystyle e^{+}} un positrone. Entrambi i prodotti di decadimento in ciascun processo avrebbero chiralità opposte.

Un bosone Y {\displaystyle Y} avrebbe i seguenti modi di decadimento:

Y → e + + d ¯ {\displaystyle Y\rightarrow e^{+}+{\bar {d}}}

Y → d + u ¯ {\displaystyle Y\rightarrow d+{\bar {u}}}

Y → d ¯ + v ¯ e {\displaystyle Y\rightarrow {\bar {d}}+{\bar {v}}_{e}}

dove u ¯ {\displaystyle {\bar {u}}} è l'antiquark up, d {\displaystyle d} è il quark down, v ¯ e {\displaystyle {\bar {v}}_{e}} è l'antineutrino elettronico. In tutti i processi di decadimento il primo prodotto avrebbe chiralità sinistrorsa mentre il secondo prodotto avrebbe sempre chiralità destrorsa.

Simili prodotti e processi di decadimento esistono per le altre generazioni di particelle quark-leptoni.
In queste reazioni non viene conservato né il numero barionico (B) né il numero leptonico (L), mentre è conservata la loro differenza B-L. I differenti rapporti di suddivisione tra il barione X e le sue antiparticelle (come nel caso del mesone K) spiegherebbero la bariogenesi.

R-parità

La R-parità è un concetto di fisica delle particelle e di fisica teorica. Nell'estensione supersimmetrica del Modello Standard, il numero barionico e il numero leptonico non sono più conservati da parte di tutti gli accoppiamenti in una teoria rinormalizzabile. La R-parità è una simmetria del gruppo Z 2 {\displaystyle Z_{2}} che agisce nel Modello Standard supersimmetrico minimale (MSSM) e tale parità può essere definita come:

R = ( − 1 ) 2 j + 3 B + L {\displaystyle R=(-1)^{2j+3B+L}} .

dove: j {\displaystyle j} è lo spin, B {\displaystyle B} è il numero barionico e L {\displaystyle L} il numero leptonico. Ogni particella del Modello Standard ha R-parità uguale ad + 1 {\displaystyle +1} , mentre la R-parità del partner supersimmetrico ha R parità − 1 {\displaystyle -1} [2].

Note

  1. ^ a b Ta-Pei Cheng; Ling-Fong Li, Gauge Theory of Elementary Particle Physics, Oxford University Press, 1983, p. 437, ISBN 0-19-851961-3.
  2. ^ R-parity Violating Supersymmetry by R.Barbier, C.Berat, M.Besancon, M.Chemtob, A.Deandrea, E.Dudas, P.Fayet, S.Lavignac, G.Moreau, E.Perez, and Y.Sirois.

Bibliografia

  • J. C. Pati und A. Salam, Unified Lepton - Hadron Symmetry And A Gauge Theory Of The Basic Interactions, Phys. Rev. D 8 (1973) 1240, Phys. Rev. Lett. 31 (1973) 661, Phys. Rev. D 10 (1974) 275.
  • W. Buchmüller, R. Rückl und D. Wyler, Leptoquarks In Lepton Quark Collisions, Phys. Lett. B 191 (1987) 442 [Erratum-ibid. B 448 (1999) 320].
  • J. Blümlein und R. Rückl, Production of scalar and vector leptoquarks in e+ e- annihilation, Phys. Lett. B 304 (1993) 337.
  • A. Blumhofer und B. Lampe, A low-energy compatible SU(4)-type model for vector leptoquarks of mass </= 1TeV, Eur. Phys. J. C 7 (1999) 141.
  • Dieter B. Herrmann: Antimaterie: auf der Suche nach der Gegenwelt, 2. aktualisierte Aufl., München, Beck, 2004, ISBN 3-406-44504-7
  • Chris C. King: Dual-Time Supercausality (1989) Physics Essays 2/2 128-151 [1]

Voci correlate

Collegamenti esterni

  • Scienza Per Tutti: dove la fisica può essere semplice e divertente!, su scienzapertutti.lnf.infn.it.
  • Il Modello standard: tutto quello che i fisici sanno sulle particelle elementari, su scienzapertutti.lnf.infn.it. URL consultato il 22 ottobre 2008 (archiviato dall'url originale il 2 dicembre 2008).
  • (EN) New Scientist story: Standard Model may be found incomplete, su newscientist.com.
  • (EN) The Universe Is A Strange Place, a lecture by Frank Wilczek, su arXiv.org.
  • (EN) Observation of the Top Quark at Fermilab, su www-cdf.fnal.gov.
  • (EN) Particle Data Group, su pdg.lbl.gov.
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