Arriba, he mostrado un diagrama de Feynman que muestra el papel del bosón W que media la interacción electrodébil de la desintegración beta.
El eje vertical es la dirección del tiempo, las partículas, por definición, avanzan en el tiempo y, por convención, las antipartículas experimentan “inversión de tiempo”, de ahí la flecha hacia atrás para el antineutrino electrónico en el lado derecho.
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En la desintegración beta tenemos un neutrón (estructura de quark arriba, abajo, abajo udd) que se descompone en un protón (arriba, arriba, abajo uud). Esencialmente, uno de los quarks hacia abajo (carga -1/3) se convierte en un quark hacia arriba (carga +1/3).
En cada vértice se deben conservar varias cosas, incluida la carga y el número de leptones. Aquí es donde entra el bosón W. Esencialmente, se lleva una carga de -1 del neutrón, por lo que conserva los cambios que tienen lugar allí. Nota: -1/3 – (- 1) = -1/3 + 1 = +2/3
El bosón W se descompone posteriormente en un electrón que tiene carga -1 y número de leptón +1 (el electrón es un leptón). La conservación de la carga es feliz aquí PERO … Antes el número de leptones era cero y ahora se ha ido a +1. Para conservar esta cantidad, tenemos el antineutrino neutro que tiene el número de leptones -1 … en general, en el lado derecho, el número de leptones es 0 y también se conserva (los neutrinos son leptones con número de leptones +1, antileptones, ya sean positrones o antineutrinos tener lepton número -1).
Los neutrinos mismos tienen una masa muy pequeña, sin carga y, por lo tanto, interactúan muy débilmente (prácticamente nada) con la materia. Miles de millones y miles de millones pasan a través de nosotros en cualquier momento, ¡y ni siquiera se puede saber! Su existencia se dedujo simplemente al observar el espectro de energía cinética de la desintegración beta. Esencialmente, si solo se produjera una partícula, el electrón, tendría una energía cinética fija a medida que se alejaba de la interacción. Lo que se descubrió es que la energía cinética realmente tiene cierto valor en un espectro continuo. Entonces, cada vez que ocurre una descomposición, la energía cinética se divide entre dos partículas: el electrón y el neutrino (anti) tan evasivo. (Nota: la energía total de la desintegración beta incluye las energías cinéticas de electrones y antineutrinos y también el retroceso nuclear). Ver ejemplo de espectro a continuación:
Esto indica un producto de dos cuerpos de la descomposición. Si solo se formara el electrón, sería un pico: un electrón emitido con energía cinética definida.
