Bosón de gauge

En física de partícules, el bosón de gauge ye un bosón qu'actúa como portador d'una interacción fundamental de la naturaleza. Más específicamente, la interacción de les partícules elementales descrita pola teoría de campu de gauge exercer por mediu de los intercambios de los bosones de gauge ente elles, usualmente como partícules virtuales.

Nel modelu estándar, hai cuatro tipos de bosones de gauge: fotones, bosones W y Z y gluones. Cada unu correspuende a trés de los cuatro interacciones: fotones son los bosones de gauge de la interacción electromagnética, los bosones W y Z traen la interacción débil, los gluones tresporten la interacción fuerte. El gravitón, que sería responsable pola interacción gravitacional, ye una proposición teórica qu'a la fecha nun foi detectada. Debíu al confinamientu del color, los gluones aisllaos nun apaecen a baxes enerxíes. Lo que sí se podría ye dar llugar a boles de gluones masives (esti datu nun ta confirmáu hasta'l momentu).

Na teoría de campu de gauge cuántica, los bosones de gauge son cuantos d'un campu de gauge. Consecuentemente, hai tantos bosones de gauge como xeneradores de campu de gauge. En electrodinámica cuántica, un grupu de gauge ye'l O(1); nesti casu simple, hai solo un bosón de gauge. En cromodinámica cuántica, el grupu más complicáu EL SO(3) tien 8 xeneradores, correspondiente a ocho gluones. Los trés bosones W y Z correspuenden a los 3 xeneradores de EL SO(2) na teoría electrodébil.

Por razones técniques^[¿cuál?] qu'envolubren la invariancia de gauge, los bosones de gauge son descritos matemáticamente poles ecuaciones de campu de les partícules ensin masa. Poro, nun nivel teóricu bien simple, tolos bosones de gauge tienen de ser ensin masa y les fuercies que describan son de llargu algame. El conflictu ente esta idea y la evidencia esperimental ye'l fechu de que, la interacción débil por tener un curtiu algame rique mayores llogros teóricos.

Según el modelu estándar, los bosones W y Z vuélvense masivos por aciu el mecanismu de Higgs. Nel mecanismu de Higgs, los cuatro bosones de gauge (de simetría EL SO(2)×O(1)) d'una interacción electrodébil acoplar col campu de Higgs. Esti campu sufre la rotura bonal de simetría electrodébil por cuenta de la forma del potencial de la interacción. Como resultancia, l'universu permanez con un valor esperáu del vacíu (VEV n'inglés) de Higgs distintu de cero. Esti valor VEV acopla los trés bosones electrodébiles de gauge (los W y Z), dándo-yos la masa; permaneciendo'l restu de bosones de gauge ensin masa (los fotones). Esta teoría tamién prediz la esistencia d'un bosón de Higgs

Na teoría de la gran unificación (GUTs poles sos sigles n'inglés), los bosones de gauge adicionales, llamaos bosones X y Y, podríen esistir. Estos podríen interactuar direutamente ente los quarks y los leptones, violando'l caltenimientu del númberu bariónico y causando un decaemiento d'un protón. Estos bosones podríen ser desaxeradamente pesaos (entá más que los bosones W y Z) por cuenta de la rotura de la simetría. Nun hai evidencia d'estos bosones.

La cuarta interacción fundamental, gravedá, puede tamién ser llevada por un bosón, llamáu gravitón. N'ausencia d'evidencia esperimental y de una teoría matemática coherente de la gravedá cuántica, desconozse si ésti podría ser un bosón de gauge o non. El rol de la invariancia de gauge na relatividá xeneral xugar equí una simetría similar, la invariancia difeomorfista.

Vease la seición bosones W' y Z'.

• Interacción fundamental
• Teoría de campu de gauge
• Bosón
• Cromodinámica Cuántica
• Electrodinámica Cuántica
• Interacción Electrodébil

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