¿Son Bosones W y Z virtuales o no?

Question

Bosones W y Z son observados/descubierto. ¿Pero como fuerza llevar bosons deben ser partículas virtuales, inobservables? También requieren para tener masa, y si son virtuales pueden ser off-shell, por lo tanto son virtuales o no.

Answer 1

Que puede ser real, no hay problema con eso. Sin embargo, todos los Z y W observados son virtuales. Y sí, están fuera de la cáscara, lo que significa para usted. Realmente podemos medir su anchura, por ejemplo, http://arxiv.org/pdf/0909.4814 (más o menos 2 GeV alrededor de una masa de más o menos el 80-90 GeV).

Lo que se observa es un polo en S de la matriz para algunos estados finales en colisiones de partículas. Así que, realmente, lo que se mide es una cierta sección transversal diferencial, para que se ajuste a una distribución con este polo de la estructura. A partir de los valores, tanto de la masa y la anchura.

Answer 2

Todos observaron partículas son reales partículas en el sentido de que, a diferencia de las partículas virtuales, sus propiedades son verificables por medio de un experimento. En particular, los bosones W y Z son reales, pero inestable partículas a energías por encima de la energía equivalente a su masa de reposo. También surgen como no observables partículas virtuales en la dispersión de procesamiento de intercambio de un W o bosón Z, a pesar de la existencia de un cambio correspondiente diagrama es visible experimentalmente como una resonancia.

Partículas virtuales e inestable (es decir, de corta vida), las partículas son conceptualmente muy diferentes entidades. Ya que parece que hay una confusión generalizada sobre el significado de los términos (y ya que Wikipedia es bastante fiable en este sentido) te voy a dar definiciones precisas de algunos términos:

Una estable, observables (y, por tanto, real en el sentido especificado anteriormente) de la partícula tiene una masa $m$ y un real 4-momentum $p$ satisfacer $p^2=m^2$; también se dice que es en la cáscara. Para tales partículas uno puede calcular S-elementos de la matriz, y de acuerdo a la teoría cuántica de campos, sólo para tales partículas. En perturbativa de cálculos, partículas estables corresponden precisamente a las líneas externas de los diagramas de Feynman sobre la teoría de la perturbación que se basa. Sólo un par de partículas elementales son estables, y por lo tanto pueden ser asociados con tales líneas externas. (Sin embargo, en subtheories del modelo estándar que ignorar algunas interacciones medicamentosas, las partículas inestables en la Naturaleza puede ser estable; por lo tanto la idea es un poco dependiente del contexto.)

Una partícula virtual tiene verdadero impulso con $p^2\ne m^2$ (también se dice que están fuera de la concha), y no puede existir ya que violaría la conservación de la energía. En perturbativa de cálculos, partículas virtuales corresponden precisamente a las líneas internas de los diagramas de Feynman sobre la teoría de la perturbación que se basa, y sólo son visuales mnemónico para integraciones más de 4 momenta no se limita a la masa de la cáscara. En no perturbativa métodos para el cálculo de propiedades de las partículas, no existe la noción de partículas virtuales; son un artefacto de la teoría de la perturbación.

Partículas virtuales nunca son observables. Ellos no tienen propiedades a las que se podría asignar en cualquier formalmente de manera significativa una dinámica, y por lo tanto, algún tipo de existencia en el tiempo. En particular, no tiene sentido pensar en ellos como la corta vida de los objetos. (Diciendo que el pop en y fuera de la existencia de un tiempo permitido por la incertidumbre pronciple no tiene base en ningún sentido dinámico - es pura especulación basada en las ilustraciones de la educación pública, y a partir de un malentendido generalizado de que las líneas internas en los diagramas de Feynman describir las trayectorias de las partículas en el espacio-tiempo).

Todas las partículas elementales pueden aparecer como líneas internas en perturbativa de los cálculos, y por lo tanto poseen una versión virtual. Para una discusión más detallada de las partículas virtuales, ver Capítulo A8: partículas Virtuales y fluctuaciones del vacío de mi física teórica de preguntas frecuentes.

Un inestable observable (y, por tanto, real en el sentido especificado anteriormente) partícula tiene una compleja masa $m$ y un complejo de 4-momentum $p$ satisfacer $p^2=m^2$. (Uno no debería usar el término en la cáscara o off-shell, en este caso como se hace ambiguo). La parte imaginaria de la misa es relatied a la vida media de la partícula. A energías por debajo de la energía de $E= Re\ mc^2$, la inestabilidad de las partículas elementales son observables como resonancias en las secciones transversales de la dispersión de los procesos que implican su intercambio virtual de la partícula, mientras que a altas energías, que son observables como trazas de partículas (si se carga) o como déficit de trazas de partículas; en el último caso, identificable por las huellas de su carga de productos.

Para inestables partículas uno puede calcular S-elementos de la matriz sólo en las teorías aproximadas donde la partícula se trata como estable, o por la continuación analítica de las fórmulas estándar de partículas estables a lo complejo de las energías y de los impulsos.