Przypadki z bozonem Z
Stajemy przed zadaniem wybrania przypadków, w których wytworzony był bozon Z. Jak jednak tego dokonać, jeśli bozon Z jest cząstką żyjącą przez 3x10-25 sekundy?
Jest to jedynie 0.0000000000000000000000003 s! Żadne urządzenie nie jest w stanie zarejestrować czegoś istniejącego przez tak krótki czas.
Jak można zatem "zobaczyć" bozon Z, jeśli on natychmiast znika? Odpowiedź: na podstawie tego, jak się on rozpada (lub: "umiera") - a może rozpaść się na wiele sposobów.
Oczywiście, prawa zachowania obowiązują także w procesie rozpadu Z. Oznacza to między innymi, że skoro bozon Z jest obojętny elektrycznie (ładunek=0), to i sumaryczny ładunek produktów rozpadu musi być równy 0. Gdy więc rozpada się on na dwie cząstki, muszą to być cząstka i antycząstka.
Po uwzględnieniu wszystkich dopuszczalnych kombinacji leptonów i kwarków otrzymujemy 24 możliwości! Dlaczego aż tyle? Wyjaśnienie znajduje się TUTAJ. Jednak w naszych pomiarach zajmiemy się tylko dwoma "najłatwiejszymi" do wykrycia produktami rozpadu, a mianowicie:
- para elektron-pozyton
- para mion-antymion
Poniższe rysunki pokazują jak bozon Z przekształca się w parę leptonów.
Elektrony i miony (a także ich antycząstki) są na tyle stabilne, że mogą być zarejestrowane przez detektor. Dzięki temu możliwe jest znalezienie i badanie także cząstek krótkożyciowych, takich jak bozon Z.