Corrente debole neutra

Template:S Le interazioni tramite corrente debole neutra sono un tipo di interazione debole con cui possono interagire le particelle elementari. Questo tipo di interazioni sono mediate dal bosone Z⁰, e l'interazione è chiamata neutra poiché lo Z⁰ non ha carica elettrica. La scoperta delle correnti debole neutre fu un passo importante per l'unificazione della interazione elettromagnetica con l'interazione debole nella interazione elettrodebole, e portò alla scoperta dei bosoni W e Z.

Descrizione

Si ritiene spesso che l'interazione sia chiamata neutra perché il bosone Z non ha carica elettrica, anche se la corrente che dà il nome all'interazione è quella delle particelle interagenti. Un esempio è il contributo della corrente neutra all'ampiezza dello scattering elastico ν_e e→ν_e e:

${𝔐}^{\mathrm{N}\mathrm{C}}\propto J_{\mu }^{\mathrm{(}\mathrm{N}\mathrm{C}\mathrm{)}}({\nu }_{\mathrm{e}})J^{\mathrm{(}\mathrm{N}\mathrm{C}\mathrm{)}\mu }({\mathrm{e}}^{\mathrm{-}})$

dove le correnti neutre che descrivono il flusso del neutrino e dell'elettrone sono date da:

$J^{\mathrm{(}\mathrm{N}\mathrm{C}\mathrm{)}\mu }(f)={\overline{u}}_f{\gamma }^{\mu }\frac{1}{2}(g_V^f-g_A^f{\gamma }^5)u_f,$

in cui $g_V^f$ e $g_A^f$ sono il vettore e il vettore assiale di accoppiamento per il fermione $f$.

Il bosone Z si può accoppiare con qualsiasi particella del Modello Standard, a parte il gluone e il fotone, anche se ogni interazione tra due particelle cariche che avvenga con lo scambio di un bosone Z virtuale può avvenire anche con lo scambio di un fotone virtuale.
A meno che le particelle interagenti non abbiano energie almeno dell'ordine della massa del bosone Z (91 GeV), lo scambio di un bosone Z virtuale dà solo piccole correzioni ($(E/M_Z{)}^2$) all'ampiezza del processo elettromagnetico.

Scoperta

L'esistenza delle correnti deboli neutre venne predetta da Abdus Salam, Sheldon Glashow e Steven Weinberg, e fu confermata nel 1973 in un esperimento con neutrini nella camera a bolle Gargamelle al CERN.

Acceleratori di particelle con energie sufficienti per misurare la massa del bosone Z non furono disponibili fino al 1983. Le interazioni tramite il bosone Z con il neutrino hanno delle caratteristiche particolari: sono l'unico meccanismo noto per lo scattering elastico di neutrini nella materia. I neutrini possono infatti dare luogo con quasi uguale probabilità a scattering elastico con il bosone Z e a scattering anelastico con il bosone W.

Voci correlate

• Bosoni W e Z
• Bosone vettore

Collegamenti esterni

• The Review of Particle Physics Template:En le informazioni più aggiornate sulle proprietà delle particelle.
• W and Z Template:En tra le pagine del CERN