輕子與電弱力
弱混合角(溫伯格角,Weinberg angle)
/ WINE-berg angle /
溫伯格角是一個數字,它精確地告訴你:在電弱理論內部,電磁力和弱交互作用是如何混合在一起的。當最初的對稱性破缺、統一的力分裂成日常的光子和 Z 玻色子時,這種分裂的配方由一個混合角支配。可以把它想成一個旋鈕,決定了存活下來的每個載體裡摻了多少「電磁」、多少「弱」。
具體來說,理論一開始有兩個更抽象的力的載體,你從來不會直接看到它們。光子和 Z 玻色子各自是這兩者的特定混合,而溫伯格角就是定義這種混合的角度——就像你按某個數字設定的固定比例,把兩種顏料調在一起。一旦定下這個角,理論就把一大張相互關聯的量綁在了一起:W 與 Z 玻色子的相對質量、中性流交互作用的強度、以及 Z 如何耦合到不同粒子,全都由它推出。實驗測得的數值大約對應 28 度。
它的重要性在於:它讓電弱理論具有強約束的預言能力,而非鬆散的描述能力。因為一個角支配著如此眾多不同的事物,你可以在一類實驗裡測出它,再去預言截然不同的另一類實驗的結果。當所有這些彼此獨立的測量都給出同一個數值時,就是對理論的一項嚴格確認。溫伯格角是標準模型的參數之一——它並非從更深的東西推導而來,而是被測量出來、再用來把其餘一切牢牢固定到位。
溫伯格角把 W 和 Z 的質量綁在一起:W 的質量除以 Z 的質量,應當等於這個角的餘弦。代入大約 28 度,你就得到約 80 與約 91 GeV 之間正確的比值——一個先被預言、後被證實的數字。
一個角,把 W 質量、Z 質量和中性流的強度聯繫在一起。
這個角並非標準模型預言的——它是一個必須由實驗測定的自由參數;它的數值還會隨能量輕微漂移,這種微妙效應叫做「跑動」。
又稱
另見