Wボソンとは？

Wボソン（W boson）とは、素粒子物理学における4つの基本力のうち「弱い相互作用（弱い力）」を媒介するゲージボソン（力の粒子）の一種です。電荷を持ち、W+(プラス)とW-(マイナス)の2種類が存在します。なお、弱い相互作用にはもう一つZボソン（電荷ゼロ）も関わります。

Wボソンは1983年にCERN（欧州原子核研究機構）のUAl実験およびUA2実験で発見され、発見を主導したカルロ・ルビア氏とシモン・ファン・デル・メールはノーベル物理学賞を受賞しました。

Wボソンが媒介する反応の典型例は、原子核の「ベータ崩壊」です。中性子がW-ボソンを放出してプロトンに変わり、W-ボソンはすぐに電子と反電子ニュートリノに崩壊します。このプロセスで「クォークのフレーバー（種類）」が変化するのが弱い相互作用の特徴であり、Wボソンはその変化を担います。

Wボソンの主な特性は以下のとおりです。

• 質量は陽子の約80倍と非常に重い（約80ギガ電子ボルト）
• 電荷はプラスまたはマイナス1（素電荷の単位で）
• 寿命は極めて短く、生成後すぐに他の粒子に崩壊する
• 電磁気力を媒介するフォトン（光子）と同じゲージボソンの仲間

素粒子物理学の「標準模型」ではWボソンの質量が理論で精密に予測されており、実験値との比較が理論検証の重要なテストになっています。2022年にはフェルミ国立加速器研究所の測定値が標準模型の予測を上回るという報告が話題となりました。