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help help
Gast
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 help help Verfasst am: 17. Feb 2016 14:38 Titel: Fragen zum Z Boson |
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Hallo. Ich habe 2 Fragen zum Z-Boson:
1) Koppelt das Z-Boson an sich selbst? wenn nein, warum nicht?
2) Kommt das Z-Boson als Teilchen für die dunkle Materie in Frage?
Meine Ideen:
1.) Das Z koppelt ja auch an W bosonen. Es spricht wohl nichts dagegen dass es auch an sich selbst koppelt ?!
2.) Würde zumindest von der Masse und der wechselwirkung (wechselwirkt nicht schwach oder elektromagnetisch) sinn machen. wird aber in der Literatur nicht als Möglichkeit für dunkle Materie aufgeführt (dort ist meist nur die rede von neutrinos, welche aber zu leicht sind, um in Frage zu kommen). |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8575
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| jh8979 Verfasst am: 17. Feb 2016 14:42 Titel: Re: Fragen zum Z Boson |
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| help help hat Folgendes geschrieben: | Hallo. Ich habe 2 Fragen zum Z-Boson:
1) Koppelt das Z-Boson an sich selbst? wenn nein, warum nicht?
1.) Das Z koppelt ja auch an W bosonen. Es spricht wohl nichts dagegen dass es auch an sich selbst koppelt ?!
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Nein, tut es nicht. Letztendlich folgt das aus den Eichsymmetrien des Standardmodells... Warum sind die so wie sie sind? ... wer weiss das schon ... 
| Zitat: |
2) Kommt das Z-Boson als Teilchen für die dunkle Materie in Frage?
2.) Würde zumindest von der Masse und der wechselwirkung (wechselwirkt nicht schwach oder elektromagnetisch) sinn machen. wird aber in der Literatur nicht als Möglichkeit für dunkle Materie aufgeführt (dort ist meist nur die rede von neutrinos, welche aber zu leicht sind, um in Frage zu kommen). |
Nein, tut es nicht, da es nicht stabil ist. |
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help help
Gast
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| help help Verfasst am: 17. Feb 2016 14:46 Titel: |
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alles klar. danke dir! |
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jdoiajoijasiodj
Gast
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| jdoiajoijasiodj Verfasst am: 24. Okt 2018 12:14 Titel: |
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Hier nochmal zur ersten Frage: Was ist der physikalische Grund, dass Z Bosonen nicht an sich selbst koppeln? Oder gibt es dafuer keine echte Begruendung, ausser das die Mathematik keine solchen Terme in der Lagrangedichte des SM erzeugt?
LG |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18000
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| TomS Verfasst am: 24. Okt 2018 13:46 Titel: |
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| jdoiajoijasiodj hat Folgendes geschrieben: | | was ist der physikalische Grund, dass Z Bosonen nicht an sich selbst koppeln? |
Ich denke nicht, dass es dafür einen „Grund“ gibt; es ist eine Vorhersage der Theorie.
Die elektroschwache Theorie wurde konstruiert, um die Fermi-Theorie durch eine Eichtheorie zu ersetzen. Dabei waren einige Randbedingungen bekannt, z.B. ein masseloses Photon, weitere massenhafte Eichbosonen für die schwache WW, Higgsmechanismus o.ä. - jedenfalls kein expliziter Masseterm, V-A bzw. chirale Struktur.
Wenn man damit startet, dann gibt es m.E. eine recht große Klasse von möglichen Theorien. Die U(1) * SU(2) ist die einfachste, die funktionieren kann. Um das masselose Photon zu erhalten, benötigt man eine Linearkombination aus dem Eichboson der U(1) und dem „diagonalen“ = dem dritten Eichboson der SU(2). Die Selbst-WW der W-Bosonen sowie die nicht-Existenz einer Selbst-WW des Z ist dann eine Konsequenz daraus.
Rein algebraisch ist es in der U(1) * SU(2) so, dass wenn das Photon keine Selbst-WW aufweist, dass dann das Z auch keine aufweisen kann, weil die algebraische Struktur beider identisch ist - es handelt sich in beiden Fällen um Linearkombinationen der ursprünglichen Felder. D.h. ausgehend von der nicht-Existenz einer Selbst-WW des Photons - das ist sozusagen der Input - folgt dies für das Z automatisch.
Die Prozesse mit Selbst-WW der massiven Eichbosonen sind aufgrund deren Masse bei niedrigen Energien stark unterdrückt; das war ebenfalls ein Input. Die genaue Struktur war jedoch ein Ergebnis, d.h. eine Vorhersage der Theorie. Dies betraf insbs. die Existenz der neutralen Ströme, d.h. einer Art “schwerem Photon”, nämlich dem Z.
Die Selbst-WWs spielen jedoch erst in höherer Ordnung eine Rolle, d.h. bei mindestens einem Loop, da keine Prozesse mit externen W- oder Z-Bosonen existieren - man kann sie nicht wie Licht erzeugen; und die sind extrem kurzlebig. D.h. aber, dass es sich dabei um kleine Korrekturen der eh schon schwachen WW handelt.
Ich weiß nicht, ab wann man in der Lage war, die Effekte der 1-Loop-Prozesse aus den Daten zu extrahieren, jedoch sehr wahrscheinlich noch nicht sofort mit dem Nachweis des Z. Erste indirekte Hinweise auf das Z gab es in den Siebzigern, der direkte Nachweis war dann 1983.
Zur Algebra hilft evtl. das hier weiter:
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00827554/document
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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jdoiajoijasiodj
Gast
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| jdoiajoijasiodj Verfasst am: 24. Okt 2018 14:02 Titel: |
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Danke Toms, das beantwortet die Frage soweit |
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