В физике элементарных частиц бозоны X и Y (иногда их вместе называют « X-бозонами » [1] : 437 ) — гипотетические элементарные частицы, аналогичные бозонам W и Z , но соответствующие единой силе, предсказанной моделью Джорджи–Глэшоу , теорией великого объединения (GUT).
Поскольку бозоны X и Y являются посредниками великой объединенной силы, они должны иметь необычно большую массу, для создания которой требуется больше энергии, чем доступно любому современному эксперименту с коллайдером частиц. Примечательно, что бозоны X и Y связывают кварки (составные части протонов и других частиц) с лептонами (например, позитронами), допуская нарушение закона сохранения барионного числа , тем самым допуская распад протона .
Однако Hyper-Kamiokande установил нижнюю границу периода полураспада протона , равную примерно 10 34 годам. [2] Поскольку некоторые теории великого объединения, такие как модель Джорджи–Глэшоу, предсказывают период полураспада меньше этого, то существование X- и Y-бозонов, сформулированное этой конкретной моделью, остается гипотетическим.
X-бозон будет иметь следующие два режима распада : [1] : 442
где два продукта распада в каждом процессе имеют противоположную хиральность ,
ты
является верхним кварком ,
г
является нижним антикварк , и
е+
является позитроном .
Бозон AY будет иметь следующие три способа распада : [1] : 442
где
ты
является антикварк и
ν
еявляется электронным антинейтрино .
Первый продукт каждого распада имеет левую хиральность , а второй — правую хиральность , что всегда производит один фермион с той же хиральностью, которая была бы получена при распаде W-бозона , и один фермион с противоположной хиральностью («неправильной хиральности»).
Аналогичные продукты распада существуют и для других поколений кварк-лептонов .
В этих реакциях ни лептонное число ( L ), ни барионное число ( B ) по отдельности не сохраняются, но сохраняется комбинация B − L. Различные коэффициенты ветвления между X-бозоном и его античастицей (как в случае с K-мезоном ) могли бы объяснить бариогенезис . Например, если
Х
+ /
Х
− пара создается из энергии, и они следуют двум ветвям, описанным выше:
перегруппировка результата (
ты
+
ты
+
г
) +
е−
= п+
е−
показывает, что это атом водорода.
Бозоны X ± и Y ± определяются соответственно как шесть Q = ± 4/3 и шесть Q = ± 1/3 компоненты последних двух членов присоединенного 24- представления SU(5), преобразующегося под действием группы стандартной модели:
Положительно заряженные X и Y несут антицветные заряды (эквивалентно наличию двух различных нормальных цветовых зарядов), в то время как отрицательно заряженные X и Y несут нормальные цветовые заряды , а знаки слабых изоспинов бозонов Y всегда противоположны знакам их электрических зарядов . С точки зрения их действия на бозоны X вращаются между индексом цвета и индексом слабого изоспина вверх, в то время как бозоны Y вращаются между индексом цвета и индексом слабого изоспина вниз.
