Keuzecollege Hoge EnergieFysica Katholieke Universiteit ... - EHEF

met
q e
de electrische lading van het elektron (-1 dus in dat geval, maar analoog de electrische lading
van het lepton waaraan de Z koppelt),
de νZ 0 – ie
ν koppeling krijgt een factor --------------------------------γ µ ( 1 – γ 5 ) , (3.21)
4sinθ w
cosθ w
2
– i( g µν
– q µ
q ν
⁄ M W
)
de W propagator krijgt een factor ------------------------------------------------ . (3.22)
q 2 2
– M W
2
– i( g µν
– q µ
q ν
⁄ M Z
)
de Z propagator krijgt een factor ----------------------------------------------- . (3.23)
q 2 2
– M Z
Wie goed heeft opgelet heeft ook gezien dat aan de W en Z bosonen een massa van respectievelijk
en is toegekend. Deze massa’s kennen we vrij goed op dit moment en zijn
M W
M Z
M W
= 80.43 ± 0.04 GeV en M Z
= 91.188 ± 0.002 GeV. Het feit dat de W en Z bosonen een massa
hebben, en nog wel zo’n grote, heeft interessante gevolgen voor de wereld om ons heen. Verder hebben
we de zwakke koppelingsconstante aan de electromagnetische koppelingsconstante relateerd
door middel van de Weinberg hoek. Deze Weinberghoek is natuurlijk te meten door reacties met een
zwakke vertex te meten en met berekeningen (waarin de Weinberghoek als parameter voorkomt) te
vergelijken. We vinden op deze manier dat
(3.24)
De hier boven genoemde waarden komen uit: D.E. Groom et al., The European Physical Journal C15
(2000) 1 and 2001off-year partial update for the 2002 edition available on the PDG WWW pages
(URL: http://pdg.lbl.gov/) .
3.4 Het muon verval
2 θw
sin = 0.232 ± 0.001
Van alle stabiele elementaire deeltjes zijn alleen het elektron, de neutrino’s en het foton lichter dan
het muon (en het gluon, de drager van de sterke kernkracht, maar dit kan niet ongebonden
voorkomen zoals we later zullen zien.) Wegens het behoud van leptongetal (per familie) kan het
muon alleen vervallen in een muon-neutrino en een geladen W boson. Het geladen W boson is te
zwaar om door het muon te worden geproduceerd en kan dus alleen “off-shell” worden geprodeceerd,
dus niet als vrij deeltje, maar als propagator die weer verder vervalt. Het W boson kan dan
alleen in de combinatie elektron en anti-elektron-neutrino vervallen (de enige andere combinatie is
muon en anti-muon-neutrino, maar die hebben samen te veel massa.) Het enige dat er nu nog als
extra kan gebeuren is dat er een of meer fotonen van het muon in de begintoestand of het elektron in
de eindtoestand worden afgestraald. Dit geeft een extra koppeling van een geladen deeltje met een
42 Collegedictaat Hoge Energiefysica