Z-partikel, i fysikken en elementarpartikel af klassen gauge-boson (kraftpartikel), som formidler den såkaldte neutrale del af den svage vekselvirkning. Z-partiklen er elektrisk neutral og nært beslægtet med W-partiklerne. Den har en masse, der er 97,19 gange protonmassen svarende til en energi på 91,19 GeV. Dens opdagelse i 1984, kort efter opdagelsen af W-partiklerne, førte til, at den moderne teori for de elektromagnetiske og svage vekselvirkninger (Glashow-Salam-Weinberg-teorien, GSW-teorien) kunne anses for definitivt etableret.

I LEP-acceleratoren ved CERN, der blev specielt bygget til studiet af Z-partiklen, lod man modsat rettede stråler af elektroner og positroner støde sammen for at danne en Z-partikel. GSW-teorien forudsagde, at hyppigheden af sammenstød ville vokse adskillige tusinde gange, når energien i hver stråle nærmede sig halvdelen af Z-partiklens energi. Hyppigheden skulle vokse fra halvdelen af sit maksimum og falde igen til samme værdi, når den samlede energi i de to stråler voksede med 2,49 GeV. Denne størrelse er den såkaldte resonansbredde for Z-partiklen, som er relateret til levetiden af partiklen (en stor resonansbredde svarer til kort levetid). Den forudsagte (og målte) bredde giver en levetid på 2,6∙10-25 s. De dramatiske forudsigelser af hyppighed og resonansbredde er blevet nøjagtigt verificeret ved eksperimenter.

Z-partiklen henfalder til en af de fundamentale fermioner (leptoner og kvarker) og samme fermions antipartikel. For kvarker sker en videre omdannelse til hadroner (mesoner og baryoner). Detaljerede studier af disse henfald har givet en præcis eftervisning af standardmodellen, som er den moderne teori for elementarpartiklerne og deres vekselvirkninger.

Standardmodellens forudsigelse af resonansbredden afhænger af antallet af såkaldte fermiongenerationer i naturen. I hver sådan generation optræder to kvarker og to leptoner, hvoraf den ene, neutrinoen, er uden eller næsten uden masse. Sammenligning mellem teori og målinger godtgør meget overbevisende, at der netop findes tre slags neutrinoer og dermed kun de tre kendte generationer.

Kommentarer

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig