Bosone di gauge

Nel Modello standard ci sono tre tipi di bosoni di gauge: i fotoni, i gluoni e i bosoni W e Z, responsabili rispettivamente della forza elettromagnetica, nucleare forte e nucleare debole. Essendo bosoni vettori hanno spin uguale a 1. I fotoni e i gluoni sono senza massa, mentre i bosoni W e Z sono massivi. A causa del confinamento di colore non possono esistere gluoni isolati, per lo meno a basse energie: l'unico stato ammesso sono le "glueballs", letteralmente palle di colla, stati con carica di colore netta uguale a zero costituiti da più gluoni.

In una teoria di gauge quantizzata i bosoni di gauge sono quanti dei campi di gauge. Le loro interazioni sono descritte nella lagrangiana di Yang-Mills, di conseguenza ci sono tanti bosoni di gauge quanti sono i generatori del gruppo di gauge. Per esempio, gli 8 generatori di SU(3) corrispondono ad 8 differenti varietà di gluoni nella cromodinamica quantistica (QCD).

Perché sia conservata l'invarianza di gauge i bosoni di gauge sono descritti matematicamente da equazioni di campo per particelle prive di massa e di conseguenza per forze a lungo raggio. La contraddizione tra questa teoria e l'evidenza sperimentale riguardante il corto raggio della interazione elettrodebole ha richiesto ulteriori approfondimenti teorici sfociati nel meccanismo di Higgs, che conduce a bosoni W e Z massivi a partire da particelle inizialmente senza massa.

Il gravitone è un quarto bosone di gauge ipotizzato come il trasportatore della forza di gravità. La sua esistenza è prevista in diversi modelli di gravità quantistica, ma non esiste ancora una teoria completa e neppure ne esiste una evidenza sperimentale. Diversamente dagli altri bosoni di gauge, il gravitone avrebbe spin 2 anziché 1, per cui sarebbe un bosone tensore di rango 2 e non un bosone vettore.

  Lo stesso argomento in dettaglio: Bosoni X e Y.

Nella teoria della grande unificazione, i bosoni X e Y sono le ipotetiche particelle elementari, analoghe ai bosoni W e Z, responsabili di un nuovo tipo di forza. Quando un bosone collassa una quantità di energia sotto forma di raggi gamma fuoriesce dal nucleo^{[non chiaro]}.

• Bosone (fisica)
• Bosone di Higgs
• Fotone
• Gaugino
• Gluone
• Bosoni W e Z
• Gravitone
• Bosone vettore
• Bosoni X e Y
• Numero B-L

• (EN) gauge boson, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.  

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