ว^±และ Z⁰โบซอน

การสลายตัวแบบเบตาลบ: อนุภาค W โบซอนเป็นตัวกลาง
องค์ประกอบ	อนุภาคพื้นฐาน
สถิติ	สถิติโบส-ไอน์สไตน์
ตระกูล	เกจโบซอน
ปฏิสัมพันธ์	W:  อ่อน , แม่เหล็กไฟฟ้า Z: อ่อน
ตั้งทฤษฎี	Glashow , Weinberg , Salam (1968)
ค้นพบ	โครงการความร่วมมือ UA1และUA2 , CERN , 1983
มวล	ว: 80.3692 ± 0.0133  GeV (2024) [ 1 ] [ 2 ] Z: 91.1880 ± 0.0020 GeV [ 3 ]
ความกว้างของการลดลง	ว: 2.085 ± 0.042  GeV [ 1 ] Z: 2.4955 ± 0.0023 GeV [ 3 ]
ประจุไฟฟ้า	W: ±1  e Z: 0  e
สปิน	1  ħ
ไอโซสปินอ่อน	W: ±1 Z: 0
ไฮเปอร์ชาร์จที่อ่อนแอ	0

ในฟิสิกส์อนุภาค โบซอน W และ Zเป็นโบซอนเวกเตอร์ซึ่งรวมเรียกว่าโบซอนอ่อนหรือโดยทั่วไปเรียกว่าโบซอนเวกเตอร์ระดับกลางอนุภาคพื้นฐาน เหล่านี้เป็นตัวกลางใน อันตร กิริยาอ่อนสัญลักษณ์ที่เกี่ยวข้องคือW⁺, ว⁻และZ⁰. เดอะดับเบิลยู^±อนุภาคโบซอนมี ประจุไฟฟ้า  เป็นบวกหรือลบอย่างใดอย่างหนึ่ง โดย มี ค่าเท่ากับ ประจุพื้นฐาน 1 หน่วย และเป็น ปฏิอนุภาคซึ่งกันและกันZ⁰โบซอนมี สภาพเป็นกลาง  ทางไฟฟ้าและเป็นอนุภาคปฏิปักษ์ของตัวเอง อนุภาคทั้งสามมีสปินเท่ากับ 1 W^± โบซอนมีโมเมนต์แม่เหล็ก แต่Z⁰ไม่มีเลย อนุภาคทั้งสามนี้มีอายุสั้นมาก โดยมีครึ่งชีวิตประมาณ3 × 10 ⁻²⁵  วินาทีการค้นพบเชิงทดลองของพวกเขาเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญในการสร้างสิ่งที่ปัจจุบันเรียกว่าแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์ อนุภาค

โบ ซอน W  ได้รับการตั้งชื่อตามแรงอ่อนนักฟิสิกส์Steven Weinbergตั้งชื่ออนุภาคเพิ่มเติมว่า "  อนุภาคZ " ^{[ 4 ]}และต่อมาได้อธิบายว่าเป็นอนุภาคเพิ่มเติมตัวสุดท้ายที่แบบจำลองต้องการ โบซอน W  ได้รับการตั้งชื่อแล้ว และ โบซอน Z  ได้รับการตั้งชื่อเนื่องจากมีประจุไฟฟ้าเป็นศูนย์^{[ 5 ]}

อนุภาคโบซอน Wทั้งสองตัว ได้รับการยืนยันแล้วว่าเป็นตัวกลางใน การดูดกลืนและการปล่อย นิวตริโนในระหว่างกระบวนการเหล่านี้ อนุภาคW^± ประจุของโบซอนเหนี่ยวนำให้เกิดการปล่อยหรือการดูดกลืนอิเล็กตรอนหรือโพซิตรอน ซึ่งส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์

อนุภาคZ  โบซอนเป็นตัวกลางในการถ่ายโอนโมเมนตัม สปิน และพลังงาน เมื่อนิวตริโนกระเจิงแบบยืดหยุ่นจากสสาร (กระบวนการที่อนุรักษ์ประจุ) พฤติกรรมดังกล่าวพบได้บ่อยพอๆ กับปฏิกิริยาของนิวตริโนแบบไม่ยืดหยุ่น และอาจสังเกตได้ในห้องฟองอากาศเมื่อฉายรังสีด้วยลำแสงนิวตริโน อนุภาคZ  โบซอนไม่ได้เกี่ยวข้องกับการดูดกลืนหรือการปล่อยอิเล็กตรอนหรือโพซิตรอน เมื่อใดก็ตามที่สังเกตเห็นอิเล็กตรอนเป็นอนุภาคอิสระใหม่ที่เคลื่อนที่อย่างกะทันหันด้วยพลังงานจลน์ จะอนุมานได้ว่าเป็นผลมาจากการที่นิวตริโนมีปฏิสัมพันธ์กับอิเล็กตรอน (โดยมีการถ่ายโอนโมเมนตัมผ่านอนุภาค Z โบซอน) เนื่องจากพฤติกรรมนี้เกิดขึ้นบ่อยกว่าเมื่อมีลำแสงนิวตริโนอยู่ ในกระบวนการนี้ นิวตริโนจะกระเจิงออกจากอิเล็กตรอน (ผ่านการแลกเปลี่ยนโบซอน) ถ่ายโอนโมเมนตัมบางส่วนของนิวตริโนไปยังอิเล็กตรอน^{[ a ]}

นักฟิสิกส์จำแนกอนุภาคตามสมดุลพลังงานขณะหยุดนิ่ง โดยใช้สมการมวล-พลังงานเพื่อเชื่อมโยงพลังงานกับมวล^{[ 6 ] : 108} มวล ของโบซอนW คือ80.3692 ± 0.0133 GeVและ โบซอน Zคือ91.1880 ± 0.0020 GeV [ ^{7 ] มวล} ของโบซอนเหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่ามวลเทียบเท่าพลังงานของเหล็ก^{[ 8 ]}

มวลที่สูงของพวกมันจำกัดขอบเขตของอันตรกิริยาแบบอ่อน ในทางตรงกันข้ามโฟตอนเป็นตัวนำแรงของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและมีมวลเป็นศูนย์ ซึ่งสอดคล้องกับขอบเขตอนันต์ของแม่เหล็กไฟฟ้า กราวิตอนในเชิงสมมติฐานก็คาดว่าจะมีมวลเป็นศูนย์เช่นกัน แม้ว่ากลูออนจะถูกสันนิษฐานว่ามีมวลเป็นศูนย์เช่นกัน แต่ขอบเขตของแรงนิวเคลียร์แบบแรงนั้นถูกจำกัดด้วยเหตุผลที่แตกต่างกันโปรดดู การ กักขัง สี

โบซอนทั้งสามตัวมีสปินอนุภาคs = 1 ħการปล่อยW⁺หรือว⁻ อนุภาคโบซอนจะลดหรือเพิ่มประจุไฟฟ้าของอนุภาคที่ปล่อยออกมาหนึ่งหน่วย และยังเปลี่ยนแปลงสปินหนึ่งหน่วยด้วย ในขณะเดียวกัน การปล่อยหรือการดูดกลืนของW^± โบซอนสามารถเปลี่ยนชนิดของอนุภาคได้ เช่น เปลี่ยนควาร์กแปลกให้เป็นควาร์กอัพ โบซอน Z ที่เป็นกลางไม่สามารถเปลี่ยนประจุไฟฟ้าของอนุภาคใดๆ ได้ และไม่สามารถเปลี่ยน " ประจุ " อื่นๆ (เช่นความแปลก ความ เป็น แบริออนเสน่ห์ฯลฯ ) การปล่อยหรือการดูดกลืนของโบซอน Z⁰ อนุภาคโบซอนสามารถเปลี่ยนแปลงได้เฉพาะสปิน โมเมนตัม และพลังงานของอนุภาคอื่นเท่านั้น (ดูเพิ่มเติมที่ กระแสกลางอ่อน )

อนุภาค โบซอน WและZ  เป็นอนุภาคพาหะที่ทำหน้าที่เป็นตัวกลางของแรงนิวเคลียร์แบบอ่อน คล้ายกับที่โฟตอนเป็นอนุภาคพาหะของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า

ดับเบิลยู^± อนุภาคโบซอนเป็นที่รู้จักกันดีที่สุดในบทบาทของมันในการสลายตัวแบบเบตาตัวอย่างเช่น การสลายตัวแบบเบตาของโคบอลต์ -60

ปฏิกิริยานี้ไม่ได้เกี่ยวข้องกับ นิวเคลียสของโคบอลต์-60 ทั้งหมดแต่ส่งผลกระทบต่อเพียงหนึ่งใน 33 นิวตรอนเท่านั้น นิวตรอนนั้นจะถูกเปลี่ยนเป็นโปรตอนพร้อมกับปล่อยอิเล็กตรอน (ซึ่งในบริบทนี้มักเรียกว่าอนุภาคเบตา ) และแอนตินิวตริโนอิเล็กตรอนออกมา ด้วย

อีกครั้ง นิวตรอนไม่ใช่อนุภาคพื้นฐาน แต่เป็นอนุภาคประกอบของควาร์กอัพหนึ่งตัวและควาร์กดาวน์ สองตัว ( u d d ) ควาร์กดาวน์ตัวหนึ่งจะทำปฏิกิริยาในการสลายตัวแบบเบตา เปลี่ยนเป็นควาร์กอัพเพื่อสร้างโปรตอน ( u u d ) ดังนั้น ในระดับพื้นฐานที่สุด แรงอ่อนจะเปลี่ยนรสชาติของควาร์กเพียงตัวเดียว:

ซึ่งตามมาด้วยการสลายตัวของW ในทันที⁻ตัวมันเอง:

แซด​⁰ โบซอนเป็นอนุภาคปฏิปักษ์ของตัวเอง ดังนั้น เลขควอนตัมรสชาติและประจุทั้งหมดจึงเป็นศูนย์ การแลกเปลี่ยน โบซอน Z  ระหว่างอนุภาค ซึ่งเรียกว่า ปฏิสัมพันธ์ กระแสกลาง จึงไม่ส่งผลกระทบต่ออนุภาคที่ ^ทำปฏิกิริยา ยกเว้นการถ่ายโอนสปินและ/หรือโมเมนตัม [ ^{b ]}

 ปฏิสัมพันธ์ของโบซอนZ ที่เกี่ยวข้องกับ นิวตริโนมีลักษณะเฉพาะ: พวกมันเป็นกลไกเดียวที่รู้จักสำหรับการกระเจิงแบบยืดหยุ่นของนิวตริโนในสสาร นิวตริโนมีโอกาสกระเจิงแบบยืดหยุ่น (ผ่าน การแลกเปลี่ยนโบซอน Z  ) เกือบเท่าๆ กับการกระเจิงแบบไม่ยืดหยุ่น (ผ่านการแลกเปลี่ยนโบซอน W) ^{[ c ]}กระแสกลางที่อ่อนแอผ่าน การแลกเปลี่ยนโบซอน Z ได้รับการยืนยันในเวลาไม่นานหลังจากนั้น (ในปี 1973 เช่น ^กัน  ) ในการทดลองนิวตริโนในห้องฟองอากาศGargamelle ที่CERN [ ^{11 ]}

หลังจากความสำเร็จของควอนตัมอิเล็กโทรไดนามิกส์ในช่วงทศวรรษ 1950 ได้มีการพยายามสร้างทฤษฎีที่คล้ายกันของแรงนิวเคลียร์อ่อน ซึ่งสิ้นสุดลงประมาณปี 1968 ด้วยทฤษฎีรวมของแม่เหล็กไฟฟ้าและปฏิสัมพันธ์อ่อนโดยเชลดอน แกลชอว์สตีเวน ไวน์เบิร์กและอับดุส ซาลามซึ่งพวกเขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ร่วมกันในปี 1979 ^{[ 10 ] [ c ]}ทฤษฎีอิเล็กโทรวีคของพวกเขาไม่เพียงแต่ตั้งสมมติฐาน เกี่ยวกับโบซอน W  ที่จำเป็นในการอธิบายการสลายตัวของเบตาเท่านั้น แต่ยังรวมถึง โบซอน Z ใหม่  ที่ไม่เคยถูกสังเกตมาก่อนด้วย

ข้อเท็จจริงที่ว่า โบซอน WและZ  มีมวลในขณะที่โฟตอนไม่มีมวลนั้นเป็นอุปสรรคสำคัญในการพัฒนาทฤษฎีอิเล็กโทรวีค อนุภาคเหล่านี้ได้รับการอธิบายอย่างแม่นยำโดยทฤษฎีเกจSU(2) แต่โบซอนในทฤษฎีเกจจะต้องไม่มีมวล ตัวอย่างเช่น โฟตอนไม่มีมวลเพราะแม่เหล็กไฟฟ้าได้รับการอธิบายโดย ทฤษฎีเกจ U(1)จำเป็นต้องมีกลไกบางอย่างเพื่อทำลายสมมาตร SU(2) ทำให้WและZ มีมวล ในกระบวนการ กลไกฮิกส์ซึ่งเสนอครั้งแรกโดยเอกสารการทำลายสมมาตร PRL ปี 1964ทำหน้าที่นี้ มันต้องการการมีอยู่ของอนุภาคอีกตัวหนึ่งคือโบซอนฮิกส์ซึ่งต่อมาถูกค้นพบที่เครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ (Large Hadron Collider ) จากส่วนประกอบสี่ส่วนของโบซอนโกลด์สโตนที่สร้างขึ้นโดยสนามฮิกส์ สามส่วนถูกดูดซับโดยW⁺, Z⁰และดับเบิลยู⁻ อนุภาคโบซอนจะก่อตัวเป็นส่วนประกอบตามแนวยาว และส่วนที่เหลือจะปรากฏเป็นอนุภาคฮิกส์โบซอนที่มีสปินเป็นศูนย์

การรวมกันของทฤษฎีเกจ SU(2) ของปฏิสัมพันธ์แบบอ่อน ปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า และกลไกฮิกส์ เรียกว่าแบบจำลอง Glashow–Weinberg–Salamปัจจุบันได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นหนึ่งในเสาหลักของแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากการค้นพบอนุภาคฮิกส์ในปี 2012 โดยการทดลอง CMSและATLAS

แบบจำลองนี้ทำนายว่าW^±และZ⁰ โบซอนมีมวลดังต่อไปนี้: โดยที่คือค่าสัมประสิทธิ์การเชื่อมต่อเกจ SU(2) คือค่าสัมประสิทธิ์การเชื่อมต่อเกจ U(1) และคือค่าคาดหวังสุญญากาศ ของฮิก ส์ $${\displaystyle {\begin{aligned}m_{{\text{W}}^{\pm }}&={\tfrac {1}{2}}vg\\m_{{\text{Z}}^{0}}&={\tfrac {1}{2}}v{\sqrt {g^{2}+{g'}^{2}}}\end{aligned}}}$$${\displaystyle g}$${\displaystyle g'}$${\displaystyle v}$

แตกต่างจากการสลายตัวแบบเบตา การสังเกตปฏิสัมพันธ์กระแสกลางที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคอื่นที่ไม่ใช่นิวตริโนนั้นต้องใช้การลงทุนมหาศาลในเครื่องเร่งอนุภาคและเครื่องตรวจจับอนุภาคซึ่งมีอยู่ใน ห้องปฏิบัติการ ฟิสิกส์พลังงานสูง เพียงไม่กี่แห่ง ในโลกเท่านั้น (และก็มีหลังจากปี 1983 เท่านั้น) ทั้งนี้เพราะ โบซอน Z  มีพฤติกรรมคล้ายกับโฟตอน แต่จะมีความสำคัญก็ต่อเมื่อพลังงานของปฏิสัมพันธ์นั้นเทียบได้กับมวลมหาศาลของ โบซอน Z

การค้นพบ โบซอน WและZ  ถือเป็นความสำเร็จครั้งสำคัญของ CERN ประการแรก ในปี 1973 มีการสังเกตปฏิสัมพันธ์กระแสกลางตามที่ทฤษฎีอิเล็กโทรวีคได้ทำนายไว้ ห้องฟองอากาศขนาดใหญ่ของ Gargamelle ได้บันทึกภาพร่องรอยที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ของนิวตริโน และสังเกตเหตุการณ์ที่นิวตริโนมีปฏิสัมพันธ์แต่ไม่ก่อให้เกิดเลปตอนที่สอดคล้องกัน นี่คือลักษณะเฉพาะของปฏิสัมพันธ์กระแสกลาง และถูกตีความว่าเป็นการที่นิวตริโนแลกเปลี่ยน โบซอน Z ที่มองไม่เห็น  กับโปรตอนหรือนิวตรอนในห้องฟองอากาศ เนื่องจากนิวตริโนนั้นตรวจจับไม่ได้ ดังนั้นผลกระทบที่สังเกตได้เพียงอย่างเดียวคือโมเมนตัมที่ถ่ายทอดไปยังโปรตอนหรือนิวตรอนจากปฏิสัมพันธ์นั้น

การค้นพบ โบซอน WและZ  นั้นต้องรอการสร้างเครื่องเร่งอนุภาคที่มีกำลังมากพอที่จะผลิตพวกมันได้ เครื่องจักรเครื่องแรกที่พร้อมใช้งานคือSuper Proton Synchrotronซึ่งพบสัญญาณของ โบซอน W อย่างชัดเจน  ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2526 ระหว่างการทดลองหลายชุดที่เกิดขึ้นได้ด้วยความร่วมมือของCarlo RubbiaและSimon van der Meerการทดลองจริง ๆ นั้นเรียกว่าUA1 (นำโดย Rubbia) และUA2 (นำโดยPierre Darriulat ) ^{[ 12 ]}และเป็นความพยายามร่วมกันของหลายคน Van der Meer เป็นแรงผลักดันหลักในด้านเครื่องเร่งอนุภาค ( การระบายความร้อนแบบสุ่ม ) UA1 และ UA2 ค้นพบ โบซอน Z  ในอีกไม่กี่เดือนต่อมา ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2526 Rubbia และ van der Meer ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี พ.ศ. 2527 ทันที ซึ่งเป็นขั้นตอนที่ผิดปกติอย่างมากสำหรับมูลนิธิโนเบลที่ ค่อนข้างอนุรักษ์นิยม ^{[ 13 ]}

ดับเบิลยู⁺, ว⁻และZ⁰ โบซอน ร่วมกับโฟตอน ( γ ) ประกอบกันเป็นโบซอนเกจ ทั้งสี่ ของอันตรกิริยาอิเล็กโทรวีค

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2567 กลุ่มข้อมูลอนุภาคได้ประมาณมวลเฉลี่ยทั่วโลกของโบซอน W ไว้ที่ 80369.2 ± 13.3 MeV โดยอิงจากการทดลองจนถึงปัจจุบัน^{[ 14 ]}

ณ ปี 2021 การวัดมวลของอนุภาค W โบซอนโดยวิธีทดลองได้รับการประเมินว่ามีแนวโน้มเข้าใกล้ค่าประมาณเดียวกัน80 379 ± 12 MeV , ^{[ 15 ]}สอดคล้องกันทั้งหมดและสอดคล้องกับแบบจำลองมาตรฐาน

ในเดือนเมษายน ปี 2022 การวิเคราะห์ข้อมูลทางประวัติศาสตร์ใหม่จากเครื่อง เร่ง อนุภาคเทวาตรอนของเฟอร์มิแล็บ ก่อนการปิดตัวลงในปี 2011 ได้กำหนดมวลของอนุภาค W โบซอนไว้ที่...80 433 ± 9 MeVซึ่งสูงกว่าค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานเจ็ดเท่าจากที่ทำนายโดยแบบจำลองมาตรฐาน^{[ 16 ]}นอกจากจะไม่สอดคล้องกับแบบจำลองมาตรฐานแล้ว การวัดใหม่นี้ยังไม่สอดคล้องกับการวัดก่อนหน้านี้ เช่น ATLAS ซึ่งบ่งชี้ว่าการวัดเก่าหรือการวัดใหม่มีข้อผิดพลาดเชิงระบบที่ไม่คาดคิด เช่น ความผิดปกติที่ตรวจไม่พบในอุปกรณ์^{[ 17 ]}สิ่งนี้ทำให้ต้องมีการประเมินการวิเคราะห์ข้อมูลนี้และการวัดในอดีตอื่นๆ อย่างรอบคอบอีกครั้ง รวมถึงการวางแผนการวัดในอนาคตเพื่อยืนยันผลลัพธ์ใหม่ที่อาจเกิดขึ้น รองผู้อำนวยการเฟอร์มิแล็บโจเซฟ ลิคเคนย้ำว่า "...การวัด (ใหม่) จำเป็นต้องได้รับการยืนยันโดยการทดลองอื่นก่อนที่จะสามารถตีความได้อย่างสมบูรณ์" ^{[ 18 ] [ 19 ]}

ในปี 2023 การทดลอง ATLAS ที่ได้รับการปรับปรุงได้วัดมวลของโบซอน W ได้ที่80 360 ± 16 MeVซึ่งสอดคล้องกับการคาดการณ์จากแบบจำลองมาตรฐาน^{[ 20 ] [ 21 ]}

กลุ่มข้อมูลอนุภาคได้จัดตั้งกลุ่มทำงานเกี่ยวกับการวัดมวลของโบซอน W ของ Tevatron ซึ่งรวมถึงผู้เชี่ยวชาญด้านมวล W จากการทดลองเครื่องเร่งอนุภาคแฮดรอนทั้งหมดจนถึงปัจจุบัน เพื่อทำความเข้าใจความคลาดเคลื่อน^{[ 22 ]}ในเดือนพฤษภาคม 2024 พวกเขาสรุปว่าการวัดของเครื่องตรวจจับการชนกันที่ Fermilab (CDF) เป็นค่าผิดปกติ และการประมาณค่ามวลที่ดีที่สุดมาจากการไม่รวมการวัดนั้นออกจากการวิเคราะห์แบบเมตา “ค่าที่สอดคล้องกันของมวลโบซอน W คือm _W =80 369 .2 ± 13.3 MeVซึ่งเราอ้างอิงว่าเป็นค่าเฉลี่ยทั่วโลก” ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 14 ]}

ในเดือนกันยายนปี 2024 การทดลอง CMS ได้วัดมวลของโบซอน W ได้80 360 .2 ± 9.9 MeV . นี่เป็นการวัดที่แม่นยำที่สุดจนถึงปัจจุบัน ซึ่งได้มาจากการสังเกต การสลายตัว ของ W → μνจำนวนมาก^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}

อนุภาค โบซอน WและZ  สลายตัวเป็น คู่ เฟอร์มิออนแต่ทั้ง โบซอน WและZ  ไม่มีพลังงานเพียงพอที่จะสลายตัวเป็นควาร์กท็อปที่ มีมวลมากที่สุด หากไม่พิจารณาผลกระทบของปริภูมิเฟสและการแก้ไขลำดับที่สูงกว่าสามารถคำนวณ ค่าประมาณอย่างง่ายของ อัตราส่วนการแตกแขนง ได้จาก ค่าคงที่การเชื่อมโยง

 โบซอนWสามารถสลายตัวเป็นเลปตอนและแอนติเลปตอน (ตัวหนึ่งมีประจุและอีกตัวเป็นกลาง) ^{[ d ]}หรือเป็นควาร์กและแอนติควาร์กประเภทที่เสริมกัน (มีประจุไฟฟ้าตรงข้ามกัน ±)+1/3e และ∓​+2/3e  )ความกว้างของการสลายตัวของโบซอน W ไปเป็นคู่ควาร์ก-แอนติควาร์กเป็นสัดส่วนกับ เมท ริกซ์ CKM กำลังสองที่สอดคล้องกัน และจำนวนสี ของควาร์ก N _C = 3ความกว้างของการสลายตัวสำหรับโบซอน W ⁺  จึงเป็นสัดส่วนกับ:

เลปตอน		ควาร์ก
อี+νอี	1	u d	3${\displaystyle |V_{\text{ud}}|^{2}}$	เรา​	3${\displaystyle |V_{\text{us}}|^{2}}$	ยูบี	3${\displaystyle |V_{\text{ub}}|^{2}}$
μ+νμ	1	ซีดี​	3${\displaystyle |V_{\text{cd}}|^{2}}$	ซีเอส	3${\displaystyle |V_{\text{cs}}|^{2}}$	ซีบี	3${\displaystyle |V_{\text{cb}}|^{2}}$
τ+ντ	1	การอนุรักษ์พลังงานห้ามการสลายตัวไปสู่ค่า t

ที่นี่e⁺, μ⁺, τ⁺แทนอนุภาคเลปตอน ทั้งสามชนิด (หรือกล่าวให้แม่นยำยิ่งขึ้นคือ อนุภาคแอนติเลปตอนที่มีประจุบวก) ν_อี, ν_μ, ν_τแทนอนุภาคนิวตริโนทั้งสามชนิด อนุภาคอื่นๆ ที่ขึ้นต้นด้วยuและdแทนควาร์กและแอนติควาร์ก (มีการใช้ตัวประกอบN _C ) ต่างๆแทนสัมประสิทธิ์เมทริกซ์CKM ที่สอดคล้องกัน ^{[ e ]}${\displaystyle V_{ij}}$

ความเป็นเอกภาพของเมทริกซ์ CKM หมายความว่า ผลรวม ของแถวควาร์กแต่ละแถวเท่ากับ 3ดังนั้นอัตราส่วนการแตกแขนง ของเลปตอน ของ โบซอนW จึงมีค่าโดยประมาณ ⁠${\displaystyle ~|V_{\text{ud}}|^{2}+|V_{\text{us}}|^{2}+|V_{\text{ub}}|^{2}~=}$${\displaystyle ~|V_{\text{cd}}|^{2}+|V_{\text{cs}}|^{2}+|V_{\text{cb}}|^{2}=1~,}$${\displaystyle \,B(\mathrm {e} ^{+}\mathrm {\nu } _{\mathrm {e} })=\,}$${\displaystyle \,B(\mathrm {\mu } ^{+}\mathrm {\nu } _{\mathrm {\mu } })=\,}$${\displaystyle \,B(\mathrm {\tau } ^{+}\mathrm {\nu } _{\mathrm {\tau } })=\,}$1/9อัตราส่วนการแตกแขนงแบบแฮดรอนิ ก ส่วนใหญ่เกิดจากสถานะสุดท้าย u dและc sที่ CKM สนับสนุน ผลรวมของ อัตราส่วนการแตกแขนง แบบแฮดรอนิกได้รับการวัดในเชิงทดลองแล้ว67.60 ± 0.27%โดยมี${\displaystyle \,B(\ell ^{+}\mathrm {\nu } _{\ell })=\,}$10.80 ± 0.09 ^% [ ^{27 ]}

อนุภาค Z  โบซอนสลายตัวเป็นเฟอร์มิออนและอนุภาคปฏิปักษ์ของมัน เมื่อ Z สลายตัว⁰ โบซอนเป็นส่วนผสมของW ก่อน การทำลายสมมาตร⁰และบี⁰ สำหรับโบซอน (ดูมุมการผสมแบบอ่อน ) ปัจจัยจุดยอด แต่ละจุด ประกอบด้วยปัจจัย⁠ ⁠${\displaystyle T_{3}-Q\sin ^{2}\,\theta _{\text{W}}}$โดยที่คือส่วนประกอบที่สามของไอโซสปินแบบอ่อนของเฟอร์มิออน ("ประจุ" สำหรับแรงแบบอ่อน) คือประจุไฟฟ้าของเฟอร์มิออน (ในหน่วยของประจุพื้นฐาน ) และคือมุมการผสมแบบอ่อนเนื่องจากไอโซสปินแบบอ่อนแตกต่างกันสำหรับเฟอร์มิออนที่มีไครัลลิตี้ ต่างกัน ไม่ว่าจะเป็นมือซ้ายหรือมือขวาการเชื่อมต่อจึงแตกต่างกันด้วย ${\displaystyle T_{3}}$${\displaystyle Q}$${\displaystyle \theta _{\text{w}}}$${\displaystyle (T_{3})}$

สามารถประมาณความแข็งแกร่งสัมพัทธ์ของการเชื่อมต่อแต่ละแบบได้โดยพิจารณาว่าอัตราการสลายตัวนั้นรวมถึงกำลังสองของปัจจัยเหล่านี้ และไดอะแกรมที่เป็นไปได้ทั้งหมด (เช่น ผลรวมของตระกูลควาร์ก และส่วนประกอบด้านซ้ายและด้านขวา) ผลลัพธ์ที่แสดงในตารางด้านล่างเป็นเพียงค่าประมาณเท่านั้น เนื่องจากรวมเฉพาะไดอะแกรมปฏิสัมพันธ์ระดับต้นในทฤษฎีเฟอร์มิเท่านั้น

อนุภาค		ไอโซสปินอ่อน${\displaystyle (\,T_{3}\,)}$		ปัจจัยสัมพัทธ์	อัตราส่วนการแตกแขนง
ชื่อ	สัญลักษณ์	ซ้าย	ขวา		คาดการณ์สำหรับx = 0.23	การวัดเชิงทดลอง[ 28 ]
นิวตริโน (ทั้งหมด)	νอี, νμ, ντ	⁠1/2⁠	0  [ f ]	3 ( ⁠1/2) 2​	20.5%	20.00 ± 0.06%
เลปตอนที่มีประจุ (ทั้งหมด)	อี−, μ−, τ−			3 (− ⁠1/2⁠ + x ) 2 + 3 x 2	10.2%	10.097 ± 0.003%
อิเล็กตรอน	อี−	− ⁠1/2+ x​	x	(− ⁠1/2⁠ + x ) 2 + x 2	3.4%	3.363 ± 0.004%
มิวออน	μ−	− ⁠1/2+ x​	x	(− ⁠1/2⁠ + x ) 2 + x 2	3.4%	3.366 ± 0.007%
เทา	τ−	− ⁠1/2+ x​	x	(− ⁠1/2⁠ + x ) 2 + x 2	3.4%	3.367 ± 0.008%
แฮดรอน					69.2%	69.91 ± 0.06%
ควาร์กชนิดดาวน์	d , s , b	− ⁠1/2+​​1/3x​	⁠1/3x​	3 (− ⁠1/2+​​1/3⁠ x ) 2 + 3 ( ⁠1/3x ) 2​	15.2%	15.6 ± 0.4%
ควาร์กชนิดอัพ( *ยกเว้นt )	u , c	⁠+1/2⁠ − ⁠2/3x​	− ⁠2/3x​	3 ( ⁠+1/2⁠ − ⁠2/3⁠ x ) 2 + 3 (− ⁠2/3x ) 2​	11.8%	11.6 ± 0.6%

เพื่อให้การเขียนกระชับ ตารางจึงใช้⁠ ⁠${\displaystyle x=\sin ^{2}\ \theta _{\text{w}}\approx {\tfrac {1}{4}}}$ .

*การสลายตัวที่เป็นไปไม่ได้ไปเป็น คู่ ควาร์กท็อป -แอนติควาร์กนั้นถูกละเว้นจากตาราง^{[ g ]}

หัวข้อย่อยซ้ายและขวาแสดงถึงไครัลลิตี้หรือ "ความถนัดมือ" ของเฟอร์มิออน^{[ f ]}

ในปี 2018 ความร่วมมือของ CMS สังเกตเห็นการสลายตัวเฉพาะครั้งแรกของ โบซอน Z  ไปเป็นเมซอน ψและคู่เลปตอน-แอนติเลปตอน^{[ 29 ]}

• สถิติโบส-ไอน์สไตน์  – คำอธิบายพฤติกรรมของอนุภาคโบซอน
• ฮิกส์โบซอน  – อนุภาคพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับมวลนิ่ง
• รายการอนุภาค
• การกำหนดสูตรทางคณิตศาสตร์ของแบบจำลองมาตรฐาน  – คณิตศาสตร์ของแบบจำลองฟิสิกส์อนุภาค
• ประจุอ่อน
• โบซอน W′ และ Z′  – อนุภาคสมมุติในฟิสิกส์
• โบซอน X และ Y  – อนุภาคพื้นฐานสมมุติ: คู่ของโบซอนที่คล้ายคลึงกันซึ่งทำนายโดยทฤษฎีเอกภาพยิ่งใหญ่
• ZZ ไดโบสัน

• สื่อที่เกี่ยวข้องกับโบซอน W และ Zในวิกิมีเดียคอมมอนส์
• วารสาร The Review of Particle Physicsแหล่งข้อมูลขั้นสุดยอดเกี่ยวกับคุณสมบัติของอนุภาค
• อนุภาค W และ Z: บันทึกความทรงจำส่วนตัวของปิแอร์ ดาร์ริอูลาต์
• เมื่อ CERN เห็นจุดจบของตัวอักษรโดย แดเนียล เดเนกรี
• อนุภาค W และ Z ที่ไฮเปอร์ฟิสิกส์