У́гол Ва́йнберга, или у́гол сме́шивания сла́бого взаимоде́йствия, — параметр в теории электрослабого взаимодействия Вайнберга — Салама, обычно обозначающийся , один из свободных параметров Стандартной модели элементарных частиц. Это угол, на который спонтанное нарушение электрослабой симметрии поворачивает начальную плоскость нейтральных векторных бозонов и B0, создавая в результате -бозон и фотон.
Каждое из слагаемых оператора нейтрального тока представляет собой сумму векторного оператора с множителем и аксиального оператора с множителем , где — третья проекция так называемого слабого изотопического спина, — электрический заряд частицы, — угол Вайнберга. Угол определяет структуру нейтральных токов и связь между константами и слабого и электромагнитного взаимодействий соответственно: .
Угол Вайнберга также задаёт отношение между массами - и -бозонов:
Угол Вайнберга может быть выражен через константы связи групп и (cлабый изотопический спин и слабый гиперзаряд соответственно):
; .
Значение является «бегущей константой», то есть зависит от передачи импульса в реакции, в которой оно измеряется. Эта зависимость является ключевым предсказанием теории электрослабых взаимодействий. Наиболее точные измерения выполнены в экспериментах на электрон-позитронных коллайдерах при значении соответствующем массе Z-бозона.
На практике более часто используется квадрат синуса угла Вайнберга, . На 2004 год наилучшая оценка этой величины (при в рамках модифицированной схемы минимального вычитания). Эксперименты по изучению несохранения чётности в атомных переходах (т.е. при околонулевой передаче импульса) дают значение угла Вайнберга с гораздо худшей точностью, не позволяющей определить зависимость бегущей константы от энергии. В эксперименте по изучению асимметрии при установлено значение , достоверно отличающееся от вышеприведённого значения, полученного при высоких энергиях, и позволяющее установить зависимость угла Вайнберга от энергии.
В эксперименте LHCb на Большом адронном коллайдере в протон-протонных столкновениях при 7—8 ТэВ было получено значение эффективного угла Вайнберга , однако передача импульса в этом измерении определяется энергией столкновения партонов, которая близка к массе Z-бозона.
Последняя редакция стандартного набора фундаментальных констант CODATA-2014 даёт значение
Следует отметить, что конкретное значение угла Вайнберга является не предсказанием Стандартной модели, а её свободным параметром. В настоящее время не существует общепризнанной теории, отвечающей на вопрос, почему угол Вайнберга имеет именно это значение, а не какое-либо иное.
См. также Угол Кабиббо
Примечания
Ссылки Томилин К. А. Фундаментальные физические постоянные в историческом и методологическом аспектах. М.: Физматлит, 2006, 368 с, страницы 150—154. (djvu)
E158: A Precision Measurement of the Weak Mixing Angle in Møller Scattering Q-weak: A Precision Test of the Standard Model and Determination of the Weak Charges of the Quarks through Parity-Violating Electron Scattering
Категория:Электрослабое взаимодействие Категория:Стандартная модель Категория:Квантовая физика Вайнберга Категория:Физические константы