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Zボソンとは?

ぜっとぼそん

Zボソンとは、弱い相互作用を媒介する素粒子のひとつで、電荷を持たない力の伝達粒子です。

Zボソンは、素粒子物理学の標準模型において弱い相互作用(弱力)を媒介するゲージボソンの一種です。同じく弱力を媒介するWボソン(W⁺とW⁻)と並んで、弱ボソンと総称されます。電荷がゼロであることが特徴で、中性カレントと呼ばれる反応を介して粒子間に力を伝えます。

Zボソンの質量陽子の約91倍(約91.2GeV/c²)と非常に重く、その重さゆえに弱い相互作用の到達距離が極めて短くなっています。1983年にCERN(欧州原子核研究機構)のUA1実験・UA2実験でWボソンとともに発見され、電弱統一理論の正しさを実証しました。この発見によりルビア(Carlo Rubbia)とファン・デル・メール(Simon van der Meer)は1984年のノーベル物理学賞を受賞しています。

Zボソンが関わる中性カレント反応では、素粒子の種類(フレーバー)が変化しません。たとえば電子ニュートリノとの散乱などに現れます。また、CERNのLEP加速器ではZボソンを大量に生成・精密測定する実験が行われ、標準模型の検証に大きく貢献しました。

Zボソンの発見は、電磁力と弱力が根底では同一の「電弱力」であるという理論的予測を確かなものにし、現代素粒子物理学の礎となっています。

使い方・例文

粒子加速器での衝突実験において、電子と陽電子が衝突するとZボソンが生成され、その質量やスピンを精密に測定する場面で登場します。

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