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粒子物理学中,弱同位旋是一个与弱相互作用相关联的量子数,类比了强相互作用同位旋的观点。弱同位旋通常用TI来表示,其第三分量则写作TzT3IzI3[1]弱同位旋是对弱超荷的一个补充,其一起统一了弱相互作用电磁相互作用

弱同位旋守恒定律表明了弱同位旋第三分量T3的守恒:在所有弱相互作用过程中,T3必须守恒。T3也在其它已知相互作用中守恒,因此它是一个广泛守恒的量子数。因为这个缘故,T3是一个比T本身更重要的量子数,经常术语“弱同位旋”就代表着“弱同位旋第三分量”。

与手征性的关系编辑

有着负手征性(又称为“左旋”)的费米子T=12,并能够两两配对使T312,这样的一对费米子在弱相互作用下表现相同。例如,上类夸克uct)有T3=+12,经常衰变为下类夸克:(dsb),带有T3=-12,或者是反过来。另一方面,一个夸克从来不会弱衰变为T和自己相同的夸克。对于左旋轻子也是这样,存在由T3=-12的带电轻子(e-μ-τ-)和T3=+12中微子νeνμντ)组成的对。

有着正手征性(又称“右旋”)的费米子T=0,只能单个作为一组,不参与弱相互作用。

电荷Q,与弱同位旋T3,和弱超荷YW有关,关系式为:

 

弱同位旋与W玻色子编辑

与弱同位旋相关的对称性是SU(2)。这一对称性需要能改变弱同位旋荷的玻色子:W+、W-和W0。这暗示W玻色子有T = 1,并且有不同值的T3

  • W+玻色子(T3 = +1)在过程{(T3 = +12) → (T3 = -12)}中被发射,
  • W-玻色子(T3 = -1)在过程{(T3 = -12) → (T3 = +12)}中被发射,
  • W0玻色子(T3 = 0)会在T3不变的过程中发射。然而,在电弱统一的框架下,W0玻色子会与弱超荷规范玻色子B混合,形成实际观测到的Z玻色子和量子电动力学中的光子

另见编辑

参考编辑

  1. ^ 消歧义:I也被用作“通常的”同位旋,其第三分量也用I3IzT也表示顶数。这篇文章中我们采用TT3