Události s bosonem Z
Za chvíli bude vaším úkolem vybírat srážky, při nichž vznikl boson Z. Jak to však udělat, když boson Z je ve skutečnosti těžká částice, jejíž doba života je jen 3x10-25 sekundy?
To je 0,0000000000000000000000003 sekundy! Žádné zařízení není schopno cokoli detekovat v tak krátkém čase.
Jak tedy můžeme "vidět" boson Z, když okamžitě zmizí? Odpověď zní: Je to možné, protože víme, jak se Z rozpadá čili jak "umírá". Boson Z se může rozpadnout mnoha způsoby.
I při rozpadech Z se pochopitelně musí zachovávat přírodní zákony. To znamená, kromě jiného, že jelikož je boson Z neutrální (elektrický náboj = 0), musí být nulový i součet nábojů rozpadových produktů. Pokud se tedy boson Z rozpadá na dvojici částic, je to vždy pár částice-antičástice.
Všechny dovolené kombinace leptonů nebo kvarků dávají dohromady 24 možností (!). Proč zrovna 24? Můžete to zjistit zda Při našem měření se ovšem soustředíme pouze na dva “nejsnáze” detekovatelné produkty rozpadu, a to
- pár elektron-pozitron
- pár mion-antimion
Na následujících obrázcích je znázorněno, jak se těžký boson Z přeměňuje na pár takových leptonů.
Elektrony a miony (i jejich antičástice) jsou naštěstí natolik stabilní (žijí dostatečně dlouho), že je detektor umí zaregistrovat. To má zásadní význam a umožňuje to detekci krátce žijících částic jako boson Z.