Bosoni X e Y

In fisica, i bosoni X e Y sono le particelle elementari ipotetiche, analoghe ai bosoni W e Z, responsabili di un nuovo tipo di forza prevista dal modello di Georgi–Glashow della teoria della grande unificazione.^[1]

Bosoni X e Y
Composizione	Particella elementare
Famiglia	Bosoni
Gruppo	Bosoni di gauge
Status	ipotetica
Simbolo	X e Y
Proprietà fisiche
Massa	circa 1 x ${\displaystyle 10^{15}}$ GeV/c2
Carica elettrica	X:+4/3 e Y: +1/3 e
Spin	1

Le proprietà di questi bosoni vettori variano a seconda della teoria della grande unificazione in cui sono previsti. Nella maggior parte di tali teorie, i bosoni X e Y sono composti da quark e leptoni, consentendo la violazione della conservazione del numero barionico e quindi consentendo il decadimento del protone.

Proprietà

I bosoni X e Y accoppiano i quark e i leptoni, permettendo così la violazione della conservazione del numero barionico e quindi consentendo il decadimento del protone.

Un bosone X avrebbe i seguenti modi di decadimento:^[1]

${\displaystyle X\rightarrow u+u}$

${\displaystyle X\rightarrow e^{+}+{\bar {d}}}$

dove ${\displaystyle u}$ è un quark up, ${\displaystyle {\bar {d}}}$ un antiquark down e ${\displaystyle e^{+}}$ un positrone. Entrambi i prodotti di decadimento in ciascun processo avrebbero chiralità opposte.

Un bosone ${\displaystyle Y}$ avrebbe i seguenti modi di decadimento:

${\displaystyle Y\rightarrow e^{+}+{\bar {d}}}$

${\displaystyle Y\rightarrow d+{\bar {u}}}$

${\displaystyle Y\rightarrow {\bar {d}}+{\bar {v}}_{e}}$

dove ${\displaystyle {\bar {u}}}$ è l'antiquark up, ${\displaystyle d}$ è il quark down, ${\displaystyle {\bar {v}}_{e}}$ è l'antineutrino elettronico. In tutti i processi di decadimento il primo prodotto avrebbe chiralità sinistrorsa mentre il secondo prodotto avrebbe sempre chiralità destrorsa.

Simili prodotti e processi di decadimento esistono per le altre generazioni di particelle quark-leptoni.
In queste reazioni non viene conservato né il numero barionico (B) né il numero leptonico (L), mentre è conservata la loro differenza B-L. I differenti rapporti di suddivisione tra il barione X e le sue antiparticelle (come nel caso del mesone K) spiegherebbero la bariogenesi.

R-parità

La R-parità è un concetto di fisica delle particelle e di fisica teorica. Nell'estensione supersimmetrica del Modello Standard, il numero barionico e il numero leptonico non sono più conservati da parte di tutti gli accoppiamenti in una teoria rinormalizzabile. La R-parità è una simmetria del gruppo ${\displaystyle Z_{2}}$ che agisce nel Modello Standard supersimmetrico minimale (MSSM) e tale parità può essere definita come:

${\displaystyle R=(-1)^{2j+3B+L}}$.

dove: ${\displaystyle j}$ è lo spin, ${\displaystyle B}$ è il numero barionico e ${\displaystyle L}$ il numero leptonico. Ogni particella del Modello Standard ha R-parità uguale ad ${\displaystyle +1}$, mentre la R-parità del partner supersimmetrico ha R parità ${\displaystyle -1}$^[2].

Note

1. Ta-Pei Cheng; Ling-Fong Li, Gauge Theory of Elementary Particle Physics, Oxford University Press, 1983, p. 437, ISBN 0-19-851961-3.
2. R-parity Violating Supersymmetry by R.Barbier, C.Berat, M.Besancon, M.Chemtob, A.Deandrea, E.Dudas, P.Fayet, S.Lavignac, G.Moreau, E.Perez, and Y.Sirois.

Bibliografia

• J. C. Pati und A. Salam, Unified Lepton - Hadron Symmetry And A Gauge Theory Of The Basic Interactions, Phys. Rev. D 8 (1973) 1240, Phys. Rev. Lett. 31 (1973) 661, Phys. Rev. D 10 (1974) 275.
• W. Buchmüller, R. Rückl und D. Wyler, Leptoquarks In Lepton Quark Collisions, Phys. Lett. B 191 (1987) 442 [Erratum-ibid. B 448 (1999) 320].
• J. Blümlein und R. Rückl, Production of scalar and vector leptoquarks in e+ e- annihilation, Phys. Lett. B 304 (1993) 337.
• A. Blumhofer und B. Lampe, A low-energy compatible SU(4)-type model for vector leptoquarks of mass </= 1TeV, Eur. Phys. J. C 7 (1999) 141.
• Dieter B. Herrmann: Antimaterie: auf der Suche nach der Gegenwelt, 2. aktualisierte Aufl., München, Beck, 2004, ISBN 3-406-44504-7
• Chris C. King: Dual-Time Supercausality (1989) Physics Essays 2/2 128-151

Voci correlate

• Antimateria
• Bosone di Higgs
• Bosone di gauge
• Bosone vettore
• Decadimento del protone
• Fisica delle particelle
• Forze fondamentali
• Gerarchia
• Modello di Kaluza-Klein
• Modello standard
• Monopolo magnetico
• Numero B-L
• Cromodinamica quantistica
• Elettrodinamica quantistica
• Quark (particella)
• Supersimmetria
• Teoria della grande unificazione
• Teoria delle stringhe
• Teoria del tutto
• Teoria di gauge

Collegamenti esterni

• Scienza Per Tutti: dove la fisica può essere semplice e divertente!, su scienzapertutti.lnf.infn.it.
• Il Modello standard: tutto quello che i fisici sanno sulle particelle elementari, su scienzapertutti.lnf.infn.it. URL consultato il 22 ottobre 2008 (archiviato dall'url originale il 2 dicembre 2008).
• (EN) New Scientist story: Standard Model may be found incomplete, su newscientist.com.
• (EN) The Universe Is A Strange Place, a lecture by Frank Wilczek, su arXiv.org.
• (EN) Observation of the Top Quark at Fermilab, su www-cdf.fnal.gov.
• (EN) Particle Data Group, su pdg.lbl.gov.

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