गेज बोसॉन

लाल रंग में चौथे स्तंभ में गेज बोसॉन के साथ प्रारंभिक कणों का मानक प्रतिरूप

कण भौतिकी में, गेज बोसॉन एक बोसोनिक प्राथमिक कण है जो प्राथमिक फर्मिऑन के लिए बल वाहक के रूप में कार्य करता है। प्राथमिक कण, जिनकी परस्पर क्रियाओं को गेज सिद्धांत द्वारा वर्णित किया जाता है, गेज बोसोन के आदान-प्रदान द्वारा सामान्यतः आभासी कणों के रूप में एक दूसरे के साथ परस्पर प्रभाव करते हैं।

फोटॉन, डब्ल्यू और जेड बोसोन और ग्लून्स गेज बोसोन हैं। सभी ज्ञात गेज बोसोन में 1 का स्पाइन (भौतिकी) होता है; तुलना के लिए, हिग्स बोसॉन का स्पाइन शून्य है और काल्पनिक गुरुत्वाकर्षण का स्पाइन 2 है। इसलिए, सभी ज्ञात गेज बोसोन सदिश बोसोन हैं।

गेज बोसोन अन्य प्रकार के बोसोन से भिन्न होते हैं: पहला, मौलिक अदिश बोसोन (हिग्स बॉसन); दूसरा, मेसन, जो मिश्रित कण बोसोन हैं, जो क्वार्क से बने हैं; तीसरा, बड़ा समग्र, गैर-बल-वहन करने वाले बोसोन, जैसे कुछ परमाणु होते हैं।

मानक प्रतिरूप में गेज बोसॉन

कण भौतिकी का मानक प्रतिरूप चार प्रकार के गेज बोसोन को पहचानता है: फोटॉन, जो विद्युत चुम्बकीय पारस्परिक प्रभाव को ले जाते हैं; W और Z बोसोन, जो शक्तिहीन अंतःक्रिया करते हैं; और ग्लून्स, जो शक्तिशाली अंतःक्रिया करते हैं।

पृथक ग्लून्स घटित नहीं होते हैं क्योंकि वे रंग-आवेशित होते हैं और रंग परिरोधन के अधीन होते हैं।

गेज बोसोन की बहुलता

परिमाणीकरण (भौतिकी) डी गेज सिद्धांत में, गेज बोसोन गेज सिद्धांतों की मात्रा हैं। नतीजतन, गेज क्षेत्र के जनक के रूप में कई गेज बोसोन हैं। परिमाण विद्युत् गतिकी में, गेज समूह U (1) है; इस साधारण स्तिथि में, केवल एक गेज बोसॉन, फोटान है। परिमाण क्रोमोडायनामिक्स में, अधिक जटिल समूह SU(3) में आठ जनक हैं, जो आठ ग्लून्स के अनुरूप हैं। तीन W और Z बोसोन विद्युत् दुर्बल सिद्धांत में SU(2) के तीन जनक के अनुरूप (स्थूलतः) हैं।

विशाल गेज बोसोन

गेज अपरिवर्तनीयता के लिए आवश्यक है कि गेज बोसोन को द्रव्यमान रहित कणों के लिए क्षेत्र (भौतिकी) समीकरणों द्वारा गणितीय रूप से वर्णित किया जाए। अन्यथा, द्रव्यमान शब्द गेज समरूपता का उल्लंघन करते हुए, गेज परिवर्तनों के अनुसार लैग्रेंजियन में गैर-शून्य अतिरिक्त शब्द जोड़ते हैं। इसलिए, एक सहज सैद्धांतिक स्तर पर, सभी गेज बोसॉनों को द्रव्यमान रहित होना आवश्यक है, और जिन बलों का वे वर्णन करते हैं उन्हें लंबी दूरी की आवश्यकता होती है। इस विचार और प्रायोगिक साक्ष्य के बीच संघर्ष कि शक्तिहीन और शक्तिशाली पारस्परिक प्रभाव की सीमा बहुत कम है, इसके लिए और अधिक सैद्धांतिक अंतर्दृष्टि की आवश्यकता है।

मानक प्रतिरूप के अनुसार, W और Z बोसोन हिग्स तंत्र के माध्यम से द्रव्यमान प्राप्त करते हैं। हिग्स तंत्र में, चार गेज बोसोन (SU(2)×U(1) समरूपता के) एक हिग्स क्षेत्र के लिए एकीकृत विद्युत् दुर्बल पारस्परिक प्रभाव युगल है। यह क्षेत्र अपनी अंतःक्रियात्मक क्षमता के आकार के कारण स्वतःस्फूर्त समरूपता से पारित होता है। नतीजतन, ब्रह्मांड एक गैर शून्य हिग्स निर्वात अपेक्षा मूल्य (वीईवी) द्वारा व्याप्त है। यह VEV तीन विद्युत् दुर्बल गेज बोसोन (W⁺, में⁻ और Z), उन्हें द्रव्यमान देते हुए; शेष गेज बोसोन द्रव्यमान रहित (फोटॉन) रहता है। यह सिद्धांत एक अदिश हिग्स बोसोन के अस्तित्व की भी भविष्यवाणी करता है, जिसे LHC के प्रयोगों में देखा गया है।

मानक प्रतिरूप के अतिरिक्त

भव्य एकीकरण सिद्धांत

जॉर्जी-ग्लाशो प्रतिरूप एक्स और वाई बोसोन नामक अतिरिक्त गेज बोसोन की भविष्यवाणी करता है। काल्पनिक एक्स और वाई बोसोन क्वार्क और लेपटोन के बीच मध्यस्थता करते हैं, इसलिए बेरोन संख्या के संरक्षण का उल्लंघन करते हैं और प्रोटॉन क्षय का कारण बनते हैं। सममिति भंग होने के कारण ऐसे बोसोन W और Z बोसॉन से भी अधिक भारी होंगे। सुपर कामिओकंडे न्यूट्रिनो संसूचक जैसे स्रोतों से एकत्र किए गए आंकड़े के विश्लेषण से एक्स और वाई बोसोन का कोई प्रमाण नहीं मिला है।

गुरुत्वाकर्षण

चौथा मौलिक पारस्परिक प्रभाव, गुरुत्वाकर्षण, एक बोसोन द्वारा भी ले जाया जा सकता है, जिसे ग्रेविटॉन कहा जाता है। प्रायोगिक साक्ष्य और परिमाण गुरुत्व के गणितीय रूप से सुसंगत सिद्धांत के अभाव में, यह अज्ञात है कि यह गेज बोसॉन होगा या नहीं। सामान्य सापेक्षता में गेज अपरिवर्तनीयता की भूमिका एक समान समरूपता: डिफियोमोर्फिज्म अपरिवर्तनीयता द्वारा निभाई जाती है ।

W' और Z' बोसोन

Main article: W' और Z' बोसोन

W′ और Z′ बोसोन काल्पनिक नए गेज बोसोन को संदर्भित करते हैं (मानक प्रतिरूप W और Z बोसॉन के अनुरूप नामित)।

यह भी देखें

• 1964 पीआरएल सन्तुलन विभंजन पत्र
• बोसोन
• गोंद का गोला
• परिमाण क्रोमोडायनामिक्स
• परिमाण विद्युत् गतिकी

बाहरी संबंध

• गेज बोसोन और गेज स्थल की व्याख्या by Christopher T. Hill