Bosón de gauge
En física de partícules, el bosón de gauge és un bosón que actua com a portador d'una interacció fonamental de la naturalea. Més específicament, l'interacció de les partícules elementals descrita per la teoria de camp de gauge s'eixercix per mig dels intercanvis dels bosones de gauge entre elles, usualment com partícules virtuals.[1][2]
Un bosón de gauge és un bosón de calibre o de calibración.
Els fotonés, bosones W i Z i gluones són bosones gauge. Tots els bosones gauge coneguts tenen un espin d'1; a modo de comparació, el bosón de Higgs té espin zero i l'hipotètic gravitón té espin 2. Per lo tant, tots els bosones de gauge coneguts són bosones vectorials.
Els bosones gauge són diferents dels atres tipos de bosones: primer, els bosones escalares fonamentals (el bosón de Higgs); segon, els posades, que són bosones composts, fets de quarks; tercer, bosones composts més grans, no portadors de força, com a certs àtoms.
Bosones de gauge del model estàndar
[editar | editar còdic]En el modele estàndar, hi ha quatre tipos de bosones de gauge: fotons, bosones W i Z i gluones. Cada u correspon a tres de les quatre interaccions: fotons són els bosones de gauge de l'interacció electromagnètica, els bosones W i Z duen l'interacció dèbil, els gluones transporten l'interacció forta. El gravitón, que seria responsable per l'interacció gravitacional, és una proposició teòrica que a la data no ha segut detectada. Pel confinament del color, els gluones aïllats no apareixen a baixes energies. Lo que sí es podria és donar lloc a boles de gluones massives (esta senya no està confirmat fins al moment).
| Interacció | Bosón |
|---|---|
| interacció electromagnètica | Fotó |
| interacció dèbil | 2 Bosón W (W+ i W−) i 1 Bosón Z |
| interacció forta | 8 gluones |
| Gravitació | Gravitón (hipotètic) |
Número de bosones de Gauge
[editar | editar còdic]En la teoria de camp de gauge quàntica, els bosones de gauge són quants d'un camp de gauge. Conseqüentment, hi ha tants bosones de gauge com a generadors de camp de gauge. En electrodinàmica quàntica, un grup de gauge és el O(1); en este cas simple, hi ha solament un bosón de gauge. En cromodinámica quàntica, el grup més complicat SU(3) té 8 generadors, corresponent a huit gluones. Els tres bosones W i Z corresponen als 3 generadors de SU(2) en la teoria electrodébil.
Bosones de Gauge massius
[editar | editar còdic]Per raons tècniquesPlantilla:Quin que envolen l'invariancia de gauge, els bosones de gauge són descrits matemàticament per les equacions de camp de les partícules sense massa. Per lo tant, en un nivell teòric molt simple, tots els bosones de gauge deuen ser sense massa i les forces que descriguen són de llarc alcanç. El conflicte entre esta idea i l'evidència experimental és el fet de que, l'interacció dèbil per tindre un curt alcanç requerix majors guanys teòrics.
Segons el model estàndar, els bosones W i Z es tornen massius per mig del mecanisme de Higgs. En el mecanisme de Higgs, els quatre bosones de gauge (de simetria SU(2)×O(1)) d'una interacció electrodébil s'acoplen en el camp de Higgs. Este camp sofrix la ruptura espontànea de simetria electrodébil per la forma del potencial de l'interacció. Com a resultat, l'univers permaneix en un valor esperat del buit (VEV en anglés, Vacuum Expectation Value) de Higgs [nota 1] diferent de zero. Esta valor VEV acopla els tres bosones electrodébiles de gauge (els W i Z), donant-los la massa; permaneixent el restant de bosones de gauge sense massa (els fotons). Esta teoria també prediu l'existència d'un bosón de Higgs
En models més allà de l'estàndar
[editar | editar còdic]Teoria de la Gran Unificació
[editar | editar còdic]En la teoria de la gran unificació (GUTs per les seues sigles en anglés, Great Unification Theory), els bosones de gauge adicionals, cridats bosones X i I, podrien existir. Estos podrien interactuar directament entre els quarks i els leptones, violant la conservació del número bariónico i causant un decaemiento d'un protón. Estos bosones podrien ser extremadament pesats (encara més que els bosones W i Z) per la ruptura de la simetria. No hi ha evidència d'estos bosones.
Gravitones
[editar | editar còdic]La quarta interacció fonamental, gravetat, pugues també ser duta per un bosón, cridat gravitón. En absència d'evidència experimental i d'una teoria matemàtica coherent de la gravetat quàntica, es desconeix si este podria ser un bosón de gauge o no. El rol de l'invariancia de gauge en la relativitat general ho juga ací una simetria similar, la invariancia difeomorfista.
Bosones W' i Z'
[editar | editar còdic]Vore la secció bosones W' i Z'.
Socis supersimétricos
[editar | editar còdic]Els hipotètics companyers supersimétricos dels camps gauge són els següents camps gaugino:
- Huit gluinos com supercompañeros dels gluones.
- Els camps gauginos electrodébiles es mesclen segons el model estàndar supersimétrico mínim (MSSM, Minimal Supersymmetric Standard Model)[nota 2] en els camps Higgsinos per a formar dos parells de charginos carregats eléctricamente i quatre neutralinos eléctricamente neutres com a partícules hipotèticament observables. Els Higgsinos són els supercompañeros dels hipotètics camps de Higgs, dels quals hi ha varis en el MSSM.
- Un gravitino com a companyer supersimétrico del gravitón segons la teoria de la supergravedad (SUGRA). SUGRA no forma part de el MSSM, de la mateixa manera que el gravitón no forma part del Model Standard.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Gribbin, John (2000). Q is for Quàntum – An Encyclopedia of Particle Physics, Simon & Schuster. ISBN 0-684-85578-X.
- ↑ Clark, John, E.O. (2004). The Essential Dictionary of Science, Barnes & Noble. ISBN 0-7607-4616-8.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Bosón de gauge» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.
Erro en la cita: Existixen etiquetes <ref> per a un grup nomenat "nota", pero no es trobà una etiqueta <references group="nota"/>