Elektroschwache Wechselwirkung

Stichpunkte

Allgemein
	Die elektroschwache Wechselwirkung ist die vereinheitlichte Theorie aus der Quantenelektrodynamik und der schwachen Wechselwirkung
	Sie ist neben der Quantenchromodynamik ein Pfeiler des Standardmodells der Physik
	Diese Vereinheitlichung wurde zunächst von S
	LG
	lashow
	AS
	alam und SW
	experimentell wurde die Theorie 1973 (Entdeckung der NC-Ströme) und 1983 (Entdeckung <math>W^pm
	einberg 1967 theoretisch beschrieben
	Z^0 <math>) bestätigtE
	ine Besonderheit ist die Verletzung der Parität durch die elektroschwache Wechselwirkung. [Bearbeiten]
Physik der schwachen und elektroschwachen Wechselwirkung
	Für die physikalische Beschreibung ist es notwendig
	die Leptonen bzw
	Quarks einer Generation zu einem Dublett für linkshändige Teilchen und zu Singuletts für rechtshändige Teilchen zusammenzufassen
	Die elektroschwache Wechselwirkung wirkt auf folgende Teilchendubletts und Singuletts (aus Fermionen): Dubletts: Leptonen <math> {e choose nu_e}_L <math> <math> {mu choose nu_mu}_L <math> <math> {tau choose nu_tau}_L <math> el
	Ladungen <math>{-1}choose{0}<math> schwache Ladungen Y: <math>{-1} choose {-1} <math> Isospin: <math>{+1/2} choose {-1/2} <math> Quarks <math> {u choose d'}_L <math> <math> {c choose s'}_L <math> <math> {t choose b'}_L <math> el
	Ladungen Q: <math>{2/3}choose{-1/3}<math> schwache Ladungen Y: <math>{-1/3} choose {-1/3} <math> Isospin I: <math>{+1/2} choose {-1/2} <math> Singuletts (I=0): 1 2 3 el
	Ladung Q schw
	R}<math> 0 0 <math>e^-_R<math> <math>mu^-_R<math> <math>tau^-_R<math> -1 -2 <math>u_R<math> <math>c_R<math> <math>t_R<math> +2/3 +4/3 <math>d_R<math> <math>s_R<math> <math>b_R<math> -1/3 -2/3 sowie auf die zugehörigen Antiteilchen und aus diesen Teilchen zusammengesetzte Systeme
	R}<math> <math>nu_{mu
	Ladung Y <math>nu_{e
	R}<math> <math>nu_{tau
	Zusätzlich zur elektrischen Ladung tragen die oben aufgezählten Teilchen eine schwache (Hyper-)Ladung <math>Y<math>
	b soll auf die CKM-Mischung hinweisen
	s
	Der Strich bei d
	Wie bei allen Quantenfeldtheorien werden auch in der elektroschwachen Theorie die Wechselwirkungen durch Eichbosonen vermittelt
	Während die schwache Wechselwirkung durch zwei Bosonen (Kopplungskonstante <math>g<math>
	nicht geladen zwei W-Bosonen <math> W^pm <math>
	Masse 80.(41) GeV
	Masse 91.18(7) GeV
	Bosonen <math> W^pm <math>) und die elektromagnetische Wechselwirkung durch ein Boson (Photonen) <math> gamma<math> verursacht wird
	masselos
	die nicht in den zugrunde liegenden Theorien beschrieben sind
	ist typisch für Vereinigungen
	treten in der elektroschwachen – vereinheitlichten – Theorie vier Bosonen auf: ein Photon <math>gamma<math>
	nicht geladen Ein Auftreten neuer Effekte (hier Z-Boson)
	Ladung ±1 ein <math>Z^0<math>-Boson
	Das Photon verhält sich weiterhin wie im Rahmen der QED beschrieben
	Das ungeladene Eichboson Z wirkt nun auf alle in der Tabelle aufgeführten Teilchen
	sowohl rechts- als auch linkshändige Teilchen bzw. sowohl auf Singuletts als auch Dubletts gemäß deren schwacher Ladung Y (nicht der elektrischen Ladung)
	Insbesondere bei Z spricht man daher von neutralen Strömen (NC)
	Dieser Anteil der elektroschwachen Wechselwirkung verändert (wie in Abb
	1
	2 zu sehen) nicht die Flavours der beteiligten Fermionen
	Es tritt eine – teilweise – Verletzung der Parität auf. Komplizierter gestaltet sich die Beschreibung für <math>W^pm<math>; diesen Anteil bezeichnet man auch als „geladene Ströme“ (CC)
	Hier tritt die maximale Verletzung der Parität auf: Die geladenen Ströme koppeln ausschließlich an die linkshändigen Dubletts (Abb
	3
	4)
	Die W-Bosonen „ändern“ dabei das Flavour (z. B. wird aus einem Elektron ein Elektron-Neutrino
	...)
	Bei Quarks ist hierbei die CKM-Mischung (benannt nach Cabbibo
	M
	T
	Kobayashi
	es besteht – wenn auch mit geringerer Wahrscheinlichkeit – die Möglichkeit
	ein s-Quark oder b-Quark zu erhalten
	Masakawa) zu beachten: Beispiel: Ein u-Quark kann durch <math>W^-<math> nicht nur in ein d-Quark umgewandelt werden
	dass die Massen-Eigenzustände nicht mit den so genannten Wechselwirkungs-Eigenzuständen übereinstimmen. [Bearbeiten]
	Dieses Verhalten wird dadurch verursacht
Wechselwirkung und Masse
	Massenbehaftete Eichbosonen können in der Feldtheorie nur mit Hilfe eines Skalarfeldes beschrieben werden
	das den beteiligten Eichbosonen Masse verleiht
	In der elektroschwachen Theorie ist dieses Feld das Higgs-Feld (benannt nach P
	Higgs)
	Dabei nimmt man an
	dass das skalare Higgs-Feld im frühen Universum nur ein Minimum besaß. Durch die fortlaufende Abkühlung folgte ein spontaner Symmetriebruch und das Higgs-Feld fiel in ein neues Minimum
	Die Eichbosonen der elektroschwachen Wechselwirkung erhalten durch die Ankopplung an das Higgs-Feld endliche Massen
	Ein direkter Nachweis des Higgs-Teilchens ist bisher nicht gelungen. [Bearbeiten]
Erweiterungen der elektroschwachen Wechselwirkung
	Man versucht die elektroschwache Wechselwirkung ihrerseits mit anderen Wechselwirkungen zu vereinigen
	Naheliegend ist die Erweiterung um die starke Wechselwirkung (QCD) zu einer GUT
	Durch Einführen einer neuartigen Symmetrie zwischen Fermionen und Bosonen – der Supersymmetrie – versucht man in der so genannten SuSy-GUT das physikalische Weltbild zu ergänzen. ca:Interacció electrodèbil da:Elektrosvag kraft en:Electroweak force es:Modelo electrodébil fr:Interaction électrofaible he:הכוח ×”×?לקטרו-חלש it:Interazione elettrodebole pl:Teoria oddziaÅ‚ywaÅ„ elektrosÅ‚abych

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