輕子與電弱力
帶電流與中性流交互作用(charged-current vs neutral-current)
弱交互作用有兩種「口味」的交互作用,按由哪個載體來完成任務而命名。帶電流交互作用由 W 玻色子來傳遞,W 是帶電的;中性流交互作用由 Z 玻色子來傳遞,Z 是中性的。這兩個名字只是在描述:交換過程中是否有電荷被轉手。
因為 W 帶走了一個單位的電荷,帶電流事件總會把參與的粒子變成別的東西。下夸克放出一個 W,變成上夸克;電子微中子吸收一個 W,變成電子。身份發生了轉手。中性流事件則不同:Z 不帶電荷,所以參與的粒子保持自己的身份。微中子可以從電子上散射開,把電子撞動一下,自己離開時仍然是微中子——像撞球碰撞,而不是一次變身。帶電流改變你是什麼;中性流只改變你怎麼運動。
這個區分不只是整齊的分類。中性流是 20 世紀 60 年代電弱理論的一個大膽預言——一種全新的、誰也沒見過的弱交互作用方式。1973 年它在實驗中被發現,微中子散射後並沒有變成帶電輕子,這有力地證實了電磁力與弱交互作用是統一的。如今,中性流事件是研究微中子的關鍵工具,因為 Z 對所有微中子一視同仁,不論其味。
貝塔衰變是一個帶電流過程:一個 W 玻色子把下夸克變成上夸克,於是中子變成質子。而微中子從某個原子電子上彈開、繼續前行、仍是微中子,則是一個中性流過程——Z 只是推了它一把。
W 調換身份(帶電流);Z 只是偏轉(中性流)。
常見的誤解是以為弱交互作用總會改變粒子身份;這只對 W 介導的帶電流成立——Z 的中性流並不觸動身份。
又稱
另見