L'angolo di Weinberg o angolo di mescolamento debole è un parametro della teoria di Weinberg–Salam dell'interazione elettrodebole, parte del modello standard della fisica delle particelle.
Solitamente indicato come , è l'angolo di cui la rottura spontanea della simmetria ruota l'originale piano dei bosoni vettori e B0, producendo come risultato il bosone e il fotone. Il suo valore misurato è di circa 30°, ma varia leggermente, a seconda della quantità di moto relativa delle particelle coinvolte nelle interazioni per cui viene utilizzato l'angolo.
Dettagli La formula algebrica per la combinazione (cioè "mescolamento" o mixing) dei bosoni vettori e B0 che produce simultaneamente il bosone e il fotone (γ o A) è espresso dalla formula
L'angolo di mescolamento debole fornisce anche la relazione tra le masse dei bosoni W e Z (indicate come e ,
L'angolo può essere espresso in termini degli accoppiamenti di e ( e rispettivamente associati all'isospin debole e all'ipercarica debole),
e
La carica elettrica è quindi esprimibile in termini di essa, .
Poiché il valore dell'angolo di mescolamento è attualmente determinato empiricamente, in assenza di qualsiasi derivazione teorica sostitutiva è matematicamente definito come
Il valore di varia in funzione del trasferimento di quantità di moto, , a cui viene misurato (da non confondere con la carica elettrica). Questa variazione, o running, è una predizione chiave della teoria elettrodebole. Le misurazioni più precise sono state effettuate in esperimenti di collisione elettrone-positrone ad un valore di pari a , corrispondente a , la massa del bosone .
In pratica si usa più frequentemente la quantità . La migliore stima risalente al 2004 di , con pari a , nello schema MS-bar (modello standard con minima sottrazione) è , valore che è la media delle misurazioni effettuate in diversi processi e a diversi rivelatori. Esperimenti di violazione della parità atomica producono valori per a valori inferiori di , inferiori a 0,01 GeV/c, ma con una precisione molto inferiore. Nel 2005 sono stati pubblicati i risultati di uno studio sulla violazione della parità nello scattering di Møller in cui è stato ottenuto un valore di pari a con pari a , stabilendo sperimentalmente il cosiddetto 'running' dell'angolo di mescolamento debole. Questi valori corrispondono a un angolo di Weinberg di circa 30°. LHCb misurò in collisioni protone-protone di 7 e 8 TeV un angolo effettivo di pari a 0,23142. sebbene il valore di per questa misura sia determinato dall'energia di collisione partonica, che è vicina a Z massa bosonica.
Il riferimento CODATA del 2018 fornisce il valore
Nonostante sia possibile misurare questo valore con buona precisione, non vi è all'interno del modello standard né in nessun'altra teoria una spiegazione teorica del valore di tale grandezza. L'angolo di Weinberg non è predetto dal modello standard, dove rimane un parametro libero, seppure vincolato dalle misure di altre grandezze.
Note
Collegamenti esterni
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