Weak charge
પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્ર અને અણુ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, નબળા ચાર્જ એ પ્રમાણભૂત મોડેલના નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના Z બોસોન સાથેના કણના જોડાણનો સંદર્ભ આપે છે. ઉદાહરણ તરીકે, કોઈપણ પરમાણુ આઇસોટોપ માટે, કુલ નબળો ચાર્જ ન્યુટ્રોન દીઠ આશરે − 0.99 અને પ્રોટોન દીઠ + 0.07 છે. તે ઇલેક્ટ્રોન સ્કેટરિંગ દરમિયાન સમાનતાના ઉલ્લંઘનની અસર પણ દર્શાવે છે. આ જ શબ્દનો ઉપયોગ કેટલીકવાર અન્ય, અલગ જથ્થાને સંદર્ભિત કરવા માટે પણ થાય છે, જેમ કે નબળા આઇસોસ્પિન, નબળા હાયપરચાર્જ અથવા ફર્મિઓનનું વેક્ટર જોડાણ ઝેડ બોસોન (એટલે કે. નબળા તટસ્થ પ્રવાહોની જોડાણ શક્તિ). સૈદ્ધાંતિક આધાર નબળા ચાર્જ માટેનું સૂત્ર પ્રમાણભૂત મોડેલમાંથી લેવામાં આવ્યું છે, અને તે જ્યાં નબળો ચાર્જ છે, તે નબળો આઇસોસ્પિન છે, તે નબળો મિશ્રણ કોણ છે, અને તે વિદ્યુત ચાર્જ છે તેના દ્વારા આપવામાં આવે છે. નબળા ચાર્જ માટેનો અંદાજ સામાન્ય રીતે માન્ય હોય છે, કારણ કે નબળો મિશ્રણ કોણ સામાન્ય રીતે અને અને મોટા, સંયુક્ત પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનના વિસ્તરણ કરતાં થોડો વધારે વિસંગતતા ધરાવે છે. આ સંબંધ માત્ર ક્વોર્ક અને લેપ્ટોન (મૂળભૂત કણો) ને જ લાગુ પડે છે, કારણ કે નબળા આઇસોસ્પિનને પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન જેવા સંયુક્ત કણો માટે સ્પષ્ટ રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવતું નથી, અંશતઃ નબળા આઇસોસ્પિનનું સંરક્ષણ ન થવાને કારણે. નબળા ચાર્જ માટે અંદાજિત મૂલ્ય મેળવવા માટે, પ્રોટોનના નબળા આઇસોસ્પિનને ન્યુટ્રોન સાથે અને ન્યુટ્રોનના નબળા આઇસોસ્પિનને સેટ કરી શકાય છે. તેવી જ રીતે, સમાન પરિણામ મેળવવા માટે ઘટક ક્વોર્કના નબળા ચાર્જનો સરવાળો કરી શકાય છે. આમ ન્યુટ્રોન માટે ગણતરી કરેલ નબળો ચાર્જ છે ઉપરના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરાયેલ પ્રોટોન માટેનો નબળો ચાર્જ અને 29° નો નબળો મિશ્રણ કોણ એ ખૂબ જ નાનું મૂલ્ય છે, જે ચાર્જ કરેલા લેપ્ટોનના લગભગ શૂન્ય નબળા ચાર્જ જેવું જ છે (નીચેનું કોષ્ટક જુઓ). જોકે, ન્યુક્લિયનો માટે સંપૂર્ણ સૈદ્ધાંતિક ગણતરી કરતી વખતે સુધારા થાય છે. ખાસ કરીને, જ્યારે વૃક્ષ સ્તરની બહારના ફેનમેન આકૃતિઓનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવે છે (એટલે કે. લૂપ્સ ધરાવતી આકૃતિઓ), નબળા મિશ્રણ કોણ જોડાણ સ્થિરાંકોના પ્રવાહને કારણે અને ન્યુક્લિયનો સંયુક્ત કણો છે તે હકીકતને કારણે વેગના સ્કેલ પર આધારિત બને છે. નબળો હાયપરચાર્જ સાથે સંબંધ કારણ કે નબળો હાયપરચાર્જ નબળો હાયપરચાર્જ દ્વારા આપવામાં આવે છે, નબળો ચાર્જ અને વિદ્યુત ચાર્જ ડાબા હાથના ફર્મિઓન અને જમણા હાથના એન્ટિફર્મિયોન માટે નબળો હાયપરચાર્જ ક્યાં છે તેના દ્વારા સંબંધિત છે, અથવા લાક્ષણિક કિસ્સામાં, જ્યારે નબળો મિશ્રણ કોણ લગભગ 30° હોય છે. વ્યુત્પત્તિ ઝેડ બોસોન અને ફોટોન સાથે ફર્મિઓનનું પ્રમાણભૂત મોડલ જોડાણ આના દ્વારા આપવામાં આવે છેઃ જ્યાં અને અનુક્રમે ડાબા હાથનું અને જમણા હાથનું ફર્મિઓન ક્ષેત્ર છે, તે બી બોસોન ક્ષેત્ર છે, ડબલ્યુ બોસોન ક્ષેત્ર છે, અને તે તર્કસંગત પ્લાન્ક એકમો તરીકે વ્યક્ત કરવામાં આવેલો પ્રાથમિક ચાર્જ છે, અને વિસ્તરણ તેના આધાર વેક્ટર માટે વેઇલ સમીકરણમાંથી (મોટે ભાગે ગર્ભિત) પાઉલી મેટ્રિક્સનો ઉપયોગ કરે છેઃ અને બી અને ડબલ્યુ બોસોન માટેના ક્ષેત્રો ઝેડ બોસોન ક્ષેત્ર અને વિદ્યુતચુંબકીય ક્ષેત્ર (ફોટોન) સાથે સંબંધિત છે અને ઉપરોક્ત સમીકરણ સાથે આ સંબંધોને જોડીને અને તેનાથી અલગ કરીને અને એક મેળવે છેઃ ડાબોડી અને જમણા હાથની બંને ફેર માટે હાજર શબ્દ ઝેડ બોસોનને સંડોવતા શબ્દો ફર્મિઓનની કાયરાલિટી પર આધાર રાખે છે, આમ ત્યાં બે અલગ અલગ જોડાણ શક્તિઓ છેઃ અને જો કે ડાબી અને જમણી બાજુના ફર્મિઓનને અલગથી સારવાર કરવાને બદલે ફર્મિઓનને એક કણ તરીકે ગણવું વધુ અનુકૂળ છે. આ વ્યુત્પત્તિ માટે વેઇલ આધાર પસંદ કરવામાં આવે છેઃ આમ ઉપરોક્ત અભિવ્યક્તિને એકદમ સઘન રીતે આ રીતે લખી શકાય છેઃ જ્યાં કણ મૂલ્યો આપે છે આ કોષ્ટક વિદ્યુત ચાર્જના મૂલ્યો આપે છે (ફોટોન સાથે જોડાણ, જેને અગાઉના વિભાગમાં અંદાજિત નબળો ચાર્જ (ફર્મિઓન માટે ઝેડ બોસોન જોડાણનો વેક્ટર ભાગ), નબળું આઇસોપ્સિન (ડબલ્યુ બોસોન સાથે જોડાણ), નબળો હાયપરચાર્જ (બી બોસોન સાથે જોડાણ) અને અંદાજિત ઝેડ બોસોન જોડાણ પરિબળો (અને અગાઉના વિભાગમાંથી) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. કોષ્ટકના મૂલ્યો અંદાજિત છેઃ તેઓ કણ ઊર્જા માટે ચોક્કસ છે જે નબળા મિશ્રણ કોણને બરાબર બનાવે છે, જેની સાથે લાક્ષણિકની નજીક છે. સૂચિબદ્ધ દરેક કણો (ચાર્જ વગરના બોસન્સ ફોટોન, ઝેડ બોસોન, ગ્લુઓન અને હિગ્સ બોસોન સિવાય કે જે તેમના પોતાના એન્ટિપાર્ટિકલ્સ છે) સમાન દળ અને વિરુદ્ધ ચાર્જ સાથે એન્ટિપાર્ટિકલ ધરાવે છે. કોષ્ટકમાંના તમામ બિન-શૂન્ય ચિહ્નોને એન્ટિપાર્ટિકલ્સ માટે ઉલટાવી દેવા પડે છે. લેબલ થયેલ જોડીદાર સ્તંભો અને ફર્મિઓન (ટોચની ચાર પંક્તિઓ) માટે, તેમના ચિહ્નોને ફેરવવા ઉપરાંત અદલાબદલી કરવી પડશે. બધા ડાબા હાથના (નિયમિત) ફર્મિઓન અને જમણા હાથના એન્ટિફર્મિયોન W બોસોન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને તેથી કરે છે. તેમને "યોગ્ય" હાથ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. બીજી બાજુ, જમણા હાથના ફર્મિઓન અને ડાબા હાથના એન્ટિફર્મિયોનમાં શૂન્ય નબળા આઇસોસ્પિન હોય છે અને તેથી તેઓ ડબલ્યુ બોસોન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા નથી (વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સિવાય); તેથી તેમને "ખોટા" હાથ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે (ડબલ્યુ માટે "ખોટા"). "યોગ્ય" હાથવાળા ફર્મિઓનને આઇસોસ્પિન ડબલ્સમાં ગોઠવવામાં આવે છે, જ્યારે "ખોટા" હાથવાળા ફર્મિઓનને આઇસોસ્પિન સિંગલ્સ તરીકે રજૂ કરવામાં આવે છે. જ્યારે "ખોટા" હાથના કણો ડબલ્યુ બોસોન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા નથી (કોઈ ચાર્જ કરેલ વર્તમાન ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ નથી), ત્યારે તમામ જાણીતા "ખોટા" હાથના ફર્મિઓન ઝેડ બોસોન (તટસ્થ વર્તમાન ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ) સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. "ખોટા" હાથવાળા ન્યુટ્રિનો (જંતુરહિત ન્યુટ્રિનો) નું ક્યારેય અવલોકન કરવામાં આવ્યું નથી, પરંતુ તેઓ હજુ પણ અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે કારણ કે તેઓ હાલના ડિટેક્ટર્સ માટે અદ્રશ્ય હશે. સ્ટેરાઇલ ન્યુટ્રિનો જે રીતે ન્યુટ્રિનો સમૂહ ધરાવે છે તે વિશેની અટકળોમાં ભૂમિકા ભજવે છે (જુઓ સીસો મિકેનિઝમ). ઉપરોક્ત નિવેદન કે તમામ ફર્મિઓન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, જો તે ક્યારેય અસ્તિત્વમાં હોવાનું જણાય તો તેમાં દાખલ કરાયેલ જંતુરહિત ન્યુટ્રિનો માટે અપવાદની જરૂર પડશે. ન્યુટ્રિનો સિવાયના મોટા ફર્મિઓન હંમેશા ડાબા હાથની અને જમણા હાથની સ્થિતિઓના સુપરપોઝિશનમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, અને ક્યારેય શુદ્ધ કાયરલ સ્થિતિમાં નથી. (ન્યુટ્રિનો માટેનો અપવાદ જંતુરહિત ન્યુટ્રિનોના અસ્તિત્વને ધારે છે, જે વર્તમાન સંશોધનની બાબત છે.) આ મિશ્રણ હિગ્સ ક્ષેત્ર સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે થાય છે, જે તેના બિન-શૂન્ય વેક્યૂમ અપેક્ષા મૂલ્યને કારણે અનંત સ્રોત અને નબળા આઇસોસ્પિન અને/અથવા હાયપરચાર્જના સિંક તરીકે કામ કરે છે (વધુ માહિતી માટે હિગ્સ મિકેનિઝમ જુઓ). 2017 માં પ્રયોગમૂલક સૂત્રો માપન પ્રોટોનનો નબળો ચાર્જ આપે છે. નબળા ચાર્જનો અણુ કેન્દ્રકમાં સરવાળો કરી શકાય છે, જેથી Cs (55 પ્રોટોન, 78 ન્યુટ્રોન) માટે અનુમાનિત નબળો ચાર્જ 55 × (+ 0.0719) + 78 × (− 0.989) − 73.19 છે, જ્યારે પ્રાયોગિક રીતે નિર્ધારિત મૂલ્ય, ઇલેક્ટ્રોન સ્કેટરિંગનું ઉલ્લંઘન કરતી સમાનતાના માપમાંથી, − 72.58 હતું. તાજેતરના એક અભ્યાસમાં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા અને પ્રોટોનની સંખ્યાને અનુરૂપ નબળા ચાર્જ માટેના સૂત્રને ચકાસવા માટે યટરબિયમના ચાર સમ-ક્રમાંકિત આઇસોટોપનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. સૂત્ર યટર્બિયમના વાયબી, વાયબી, વાયબી અને વાયબી આઇસોટોપનો ઉપયોગ કરીને 0.1 ટકા ચોકસાઈ સાથે સુસંગત હોવાનું જણાયું હતું. યટર્બિયમ પરીક્ષણમાં, વિદ્યુત અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોની હાજરીમાં લેસર પ્રકાશ દ્વારા અણુઓ ઉત્તેજિત થયા હતા, અને પરિણામી સમાનતાનું ઉલ્લંઘન જોવા મળ્યું હતું. અવલોકન કરાયેલ ચોક્કસ સંક્રમણ 6s S થી 5d6s D (24489 સે. મી.) માં પ્રતિબંધિત સંક્રમણ હતું. પછીની સ્થિતિ નબળી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે 6s6p P (25068 સે. મી.) સાથે પરમાણુ નબળા ચાર્જના પ્રમાણમાં મિશ્ર હતી. નબળા અતિભારિત આઇસોસ્પિન ઝેડ બોસોન નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયા તટસ્થ વર્તમાન નોંધો સંદર્ભો પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્ર પણ જુઓ.