Проміжні бозони — це елементарні частинки, які є переносниками фундаментальних взаємодій між частинками матерії. Вони належать до класу бозонів, тобто частинок з цілим спіном, і описуються квантовою теорією поля.

Фундаментальні взаємодії та їх бозони

У сучасній фізиці відомі чотири фундаментальні взаємодії, кожній з яких відповідають свої проміжні бозони:

  1. Електромагнітна взаємодія
    Проміжний бозон — фотон (γ)
    • Маса спокою: 0
    • Спін: 1
    • Дальність дії: нескінченна
  2. Сильна взаємодія
    Проміжні бозони — глюони (g)
    • Кількість: 8
    • Маса спокою: 0
    • Спін: 1
    • Дальність дії: ~10^(-15) м (у межах ядра)
  3. Слабка взаємодія
    Проміжні бозони — W+, W-, Z0
    • Маса:
      W ≈ 80 ГеВ
      Z ≈ 91 ГеВ
    • Спін: 1
    • Дальність дії: ~10^(-18) м
  4. Гравітаційна взаємодія (гіпотетично)
    Проміжний бозон — гравітон
    • Маса: 0 (припускається)
    • Спін: 2
    • Експериментально не виявлений

Роль проміжних бозонів

Проміжні бозони:

  • передають імпульс і енергію між частинками;
  • визначають силу та радіус дії взаємодій;
  • зумовлюють процеси розсіяння, розпаду та народження частинок.

У квантовій теорії поля взаємодія між частинками описується як обмін проміжними бозонами.

Віртуальні та реальні бозони

  • Віртуальні бозони існують дуже короткий час і не можуть бути безпосередньо зареєстровані; саме вони зазвичай передають взаємодію.
  • Реальні бозони можуть бути виявлені експериментально (наприклад, фотони світла, реальні W і Z бозони на прискорювачах).

Бозон Гіґґса

Бозон Гіґґса не є проміжним бозоном у звичайному сенсі, оскільки не переносить взаємодію, але відіграє ключову роль у наданні маси іншим частинкам через механізм Гіґґса.

Проміжні бозони

Взаємодія Проміжний бозон Спін Маса
Електромагнітна Фотон 1 0
Сильна Глюони (8) 1 0
Слабка W+, W-, Z0 1 ≠ 0
Гравітаційна Гравітон (гіпотетичний) 2 0 (ймовірно)
Тип
частинок		 Електричний
заряд		 Маса,
Гев		 Ширина, Гев Моди розпаду  %
W± +1(-1) 80.419 + 0.056 2.12 + 0.05 e+ ν 10.7 %
μ+ ν 10.5 %
τ+ ν 10.4 %
адрони 68.5 %
Z 0 91.1882 +0.00022 2.4952 e+ e− 3.4 %
μ+μ− 3.4 %
τ+τ− 3.4 %
адрони 70 %
не видно 20 %

Проміжні бозони — це квантові носії фундаментальних взаємодій, через обмін якими частинки матерії взаємодіють між собою.

Дещо інше: