ว^±และ Z ⁰โบซอน

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 ] Z: 91.1880 ± 0.0020  GeV [ 2 ]
ความกว้างของการลดลง	ว: 2.085 ± 0.042 GeV  [ 1 ] Z: 2.4955 ± 0.0023  GeV [ 2 ]
ประจุไฟฟ้า	W:  ±1 e Z: 0 e
สปิน	1 ħ
ไอโซสปินอ่อน	W:  ±1 Z:  0
ไฮเปอร์ชาร์จที่อ่อนแอ	0

ในฟิสิกส์อนุภาค โบซอน W และ Zเป็นโบซอนเวกเตอร์ซึ่งรวมเรียกว่าโบซอนอ่อนหรือโดยทั่วไปเรียกว่าโบซอนเวกเตอร์ระดับกลางอนุภาคพื้นฐาน เหล่านี้เป็นตัวกลางในปฏิสัมพันธ์อ่อนสัญลักษณ์ที่เกี่ยวข้องคือW ⁺, W ⁻และZ ⁰. เดอะดับเบิลยู^± โบซอนมี ประจุไฟฟ้าเป็นบวกหรือลบอย่างใดอย่างหนึ่ง โดย มี ค่าเท่ากับ ประจุพื้นฐาน 1 หน่วย และเป็น ปฏิอนุภาคซึ่งกันและกันZ ⁰ โบซอนเป็นกลาง ทางไฟฟ้า และเป็นอนุภาคปฏิปักษ์ของตัวเอง อนุภาคทั้งสามมีสปินเท่ากับ 1 W ^± โบซอนมีโมเมนต์แม่เหล็ก แต่Z ⁰ไม่มีเลย อนุภาคทั้งสามนี้มีอายุสั้นมาก โดยมีครึ่งชีวิตประมาณ3 × 10 ⁻²⁵ วินาทีการค้นพบเชิงทดลองของพวกเขาเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญในการสร้างสิ่งที่ปัจจุบันเรียกว่าแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค

โบ ซอน W ได้รับการตั้งชื่อตามแรงอ่อนนักฟิสิกส์Steven Weinbergตั้งชื่ออนุภาคเพิ่มเติมว่า " อนุภาคZ " ^{[ 3 ]}และต่อมาได้อธิบายว่าเป็นอนุภาคเพิ่มเติมตัวสุดท้ายที่แบบจำลองต้องการ โบซอน Wได้รับการตั้งชื่อแล้ว และ โบซอน Zได้รับการตั้งชื่อเนื่องจากมีประจุไฟฟ้าเป็นศูนย์^{[ 4 ]}   

อนุภาคโบซอน Wทั้งสองตัว ได้รับการยืนยันแล้วว่าเป็นตัวกลางใน การดูดกลืนและการปล่อย นิวตริโนในระหว่างกระบวนการเหล่านี้W ^± 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^{[ 5 ] : 108} มวล ของโบซอนW คือ80.3692 ± 0.0133  GeVและ โบซอน Zคือ91.1880 ± 0.0020  GeV . ^{[ 2 ]}

มวลที่สูงของพวกมันจำกัดขอบเขตของอันตรกิริยาแบบอ่อน ในทางตรงกันข้ามโฟตอนเป็นตัวนำแรงของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและมีมวลเป็นศูนย์ ซึ่งสอดคล้องกับขอบเขตอนันต์ของแม่เหล็กไฟฟ้า กราวิตอนในเชิงสมมติฐานก็คาดว่าจะมีมวลเป็นศูนย์เช่นกัน แม้ว่ากลูออนจะถูกสันนิษฐานว่ามีมวลเป็นศูนย์เช่นกัน แต่ขอบเขตของแรงนิวเคลียร์แบบแรงนั้นถูกจำกัดด้วยเหตุผลที่แตกต่างกันโปรดดู การ กักขังสี

โบซอนทั้งสามตัวมีสปินอนุภาคs = 1 ħการปล่อยW ⁺หรือW ⁻ โบซอนจะลดหรือเพิ่มประจุไฟฟ้าของอนุภาคที่ปล่อยออกมาหนึ่งหน่วย และยังเปลี่ยนแปลงสปินหนึ่งหน่วยด้วย ในขณะเดียวกัน การปล่อยหรือการดูดกลืนของW ^± โบซอนสามารถเปลี่ยนชนิดของอนุภาคได้ เช่น เปลี่ยนควาร์กแปลกให้เป็นควาร์ก อัพ โบซอน Z ที่เป็นกลาง ไม่สามารถเปลี่ยนประจุไฟฟ้าของอนุภาคใดๆ ได้ และไม่สามารถเปลี่ยน " ประจุ " อื่นๆ (เช่นความแปลก ความเป็นแบริออนเสน่ห์ฯลฯ ) การปล่อยหรือการดูดกลืนของZ ⁰ อนุภาคโบซอนสามารถเปลี่ยนแปลงได้เฉพาะสปิน โมเมนตัม และพลังงานของอนุภาคอื่นเท่านั้น (ดูเพิ่มเติมที่ กระแสกลางอ่อน )

อนุภาค โบซอน WและZ เป็นอนุภาคพาหะที่ทำหน้าที่เป็นตัวกลางของแรงนิวเคลียร์แบบอ่อน คล้ายกับที่โฟตอนเป็นอนุภาคพาหะของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า

หลังจากความสำเร็จของควอนตัมอิเล็กโทรไดนามิกส์ในช่วงทศวรรษ 1950 ได้มีการพยายามสร้างทฤษฎีที่คล้ายกันของแรงนิวเคลียร์อ่อน ซึ่งสิ้นสุดลงประมาณปี 1968 ด้วยทฤษฎีรวมของแม่เหล็กไฟฟ้าและปฏิสัมพันธ์อ่อนโดยเชลดอน แกลชอว์สตีเวน ไวน์เบิร์กและอับดุส ซาลามซึ่งพวกเขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ร่วมกันในปี 1979 ^{[ 7 ] [ 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 ⁺, Z ⁰และW ⁻ อนุภาคโบซอนจะก่อตัวเป็นส่วนประกอบตามแนวยาว และส่วนที่เหลือจะปรากฏเป็นอนุภาคฮิกส์โบซอนที่มีสปินเป็นศูนย์

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

แบบจำลองทำนายว่าW ^±และZ ⁰ อนุภาคโบซอนมีมวลดังต่อไปนี้: $${\displaystyle {\begin{aligned}m_{{\text{W}}^{\pm }}&={\tfrac {1}{2}}vg\\m_{{\text{Z}}^{0}}&={\tfrac {1}{2}}v{\sqrt {g^{2}+{g'}^{2}}}\end{aligned}}}$$ ที่ไหน${\displaystyle g}$คือการเชื่อมต่อเกจ SU(2)${\displaystyle g'}$คือการเชื่อมต่อเกจ U(1) และ${\displaystyle v}$คือค่าคาดหวังสุญญากาศ ของฮิ ก ส์

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

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 Synchrotron ซึ่ง พบสัญญาณของ โบซอน W อย่างชัดเจนในเดือนมกราคม พ.ศ. 2526 ระหว่างการทดลองหลายชุดที่เกิดขึ้นได้ด้วยความร่วมมือของCarlo RubbiaและSimon van der Meerการทดลองจริง ๆ นั้นเรียกว่าUA1 (นำโดย Rubbia) และUA2 (นำโดยPierre Darriulat ) ^{[ 9 ]}และเป็นความพยายามร่วมกันของหลายคน Van der Meer เป็นแรงผลักดันหลักในด้านเครื่องเร่งอนุภาค ( การระบายความร้อนแบบสุ่ม ) UA1 และ UA2 พบ โบซอน Zในอีกไม่กี่เดือนต่อมา ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2526 Rubbia และ van der Meer ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี พ.ศ. 2527 ทันที ซึ่งเป็นขั้นตอนที่ผิดปกติอย่างมากสำหรับมูลนิธิโนเบ ล ที่ค่อนข้างอนุรักษ์ นิยม ^{[ 10 ]}    

ดับเบิลยู⁺, W ⁻และZ ⁰ โบซอน ร่วมกับโฟตอน ( γ ) ประกอบกันเป็นโบซอนเกจ ทั้งสี่ ของอันตรกิริยาอิเล็กโทรวีค

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2567 กลุ่มข้อมูลอนุภาคได้ประมาณมวลเฉลี่ยทั่วโลกของโบซอน W ไว้ที่ 80369.2 ± 13.3 MeV โดยอิงจากการทดลองจนถึงปัจจุบัน^{[ 11 ]}

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

ในเดือนเมษายน ปี 2022 การวิเคราะห์ข้อมูลทางประวัติศาสตร์ใหม่จากเครื่อง เร่ง อนุภาคเทวาตรอนของเฟอร์มิแล็บ ก่อนการปิดตัวลงในปี 2011 ได้กำหนดมวลของอนุภาค W โบซอนไว้ว่ามีค่าเท่ากับ...80 433 ± 9  MeVซึ่งสูงกว่าค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานเจ็ดเท่าจากที่ทำนายโดยแบบจำลองมาตรฐาน^{[ 13 ]}นอกจากจะไม่สอดคล้องกับแบบจำลองมาตรฐานแล้ว การวัดใหม่นี้ยังไม่สอดคล้องกับการวัดก่อนหน้านี้ เช่น ATLAS ซึ่งบ่งชี้ว่าการวัดเก่าหรือการวัดใหม่มีข้อผิดพลาดเชิงระบบที่ไม่คาดคิด เช่น ความผิดปกติที่ตรวจไม่พบในอุปกรณ์^{[ 14 ]}สิ่งนี้ทำให้ต้องมีการประเมินการวิเคราะห์ข้อมูลนี้และการวัดในอดีตอื่นๆ อย่างรอบคอบอีกครั้ง รวมถึงการวางแผนการวัดในอนาคตเพื่อยืนยันผลลัพธ์ใหม่ที่อาจเกิดขึ้น รองผู้อำนวยการเฟอร์มิแล็บโจเซฟ ลิคเคนย้ำว่า "...การวัด (ใหม่) จำเป็นต้องได้รับการยืนยันโดยการทดลองอื่นก่อนที่จะสามารถตีความได้อย่างสมบูรณ์" ^{[ 15 ] [ 16 ]}

ในปี 2023 การทดลอง ATLAS ที่ได้รับการปรับปรุงได้วัดมวลของโบซอน W ได้ที่80 360 ± 16  MeVซึ่งสอดคล้องกับการคาดการณ์จากแบบจำลองมาตรฐาน^{[ 17 ] [ 18 ]}

กลุ่มข้อมูลอนุภาคได้จัดตั้งคณะทำงานเกี่ยวกับการวัดมวลของโบซอน W ของ Tevatron ซึ่งรวมถึงผู้เชี่ยวชาญด้านมวล W จากการทดลองเครื่องเร่งอนุภาคแฮดรอนทั้งหมดจนถึงปัจจุบัน เพื่อทำความเข้าใจความคลาดเคลื่อน^{[ 1 ]}ในเดือนพฤษภาคม 2024 พวกเขาสรุปว่าการวัดของเครื่องตรวจจับการชนกันที่ Fermilab (CDF) เป็นค่าผิดปกติ และการประมาณค่ามวลที่ดีที่สุดมาจากการไม่รวมการวัดนั้นออกจากการวิเคราะห์แบบเมตา “ค่าที่สอดคล้องกันของมวลโบซอน W คือm =80 369 .2 ± 13.3  MeVซึ่งเราอ้างอิงว่าเป็นค่าเฉลี่ยทั่วโลก” ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 11 ]}

ในเดือนกันยายนปี 2024 การทดลอง CMS ได้วัดมวลของโบซอน W ได้80 360 .2 ± 9.9  MeV . นี่เป็นการวัดที่แม่นยำที่สุดจนถึงปัจจุบัน ซึ่งได้มาจากการสังเกต การสลายตัว ของ W → μνจำนวนมาก^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}

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

โบซอน W

 โบซอนWสามารถสลายตัวเป็นเลปตอน และแอ นติเลปตอน (ตัวหนึ่งมีประจุและอีกตัวเป็นกลาง) [ ^{d ] หรือ}เป็นควาร์กและแอนติควาร์กชนิดเสริมกัน (มีประจุไฟฟ้าตรงข้ามกัน ⁠ ± + 1/3 ⁠ eและ ⁠ ∓ + 2/3 ⁠ e )ความกว้างของการสลายตัวของโบซอน W ไปเป็นคู่ควาร์ก-แอนติควาร์กเป็นสัดส่วนกับเมทริกซ์ อิ ลิเมนต์ CKMกำลังสองที่สอดคล้องกันและจำนวนสี ของควาร์ก N = 3ความกว้างของการสลายตัวสำหรับโบซอน W ⁺จึงเป็นสัดส่วนกับ:    

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

ที่นี่e ⁺, μ ⁺, τ ⁺แทนอนุภาคเลปตอน ทั้งสามชนิด (หรือกล่าวให้แม่นยำยิ่งขึ้นคือ อนุภาคแอนติเลปตอนที่มีประจุบวก) ν ,ν ,νแทนอนุภาคนิวตริโนทั้งสามชนิด อนุภาคอื่นๆ ที่ขึ้นต้นด้วยuและdล้วนแทนควาร์กและแอนติควาร์ก (มีการใช้N${\displaystyle V_{ij}}$แทนค่าสัมประสิทธิ์เมทริกซ์ CKM ที่สอดคล้องกัน ^{[ e ]}

ความเป็นเอกภาพของเมทริกซ์ CKM หมายความว่า ${\displaystyle ~|V_{\text{ud}}|^{2}+|V_{\text{us}}|^{2}+|V_{\text{ub}}|^{2}~=}$${\displaystyle ~|V_{\text{cd}}|^{2}+|V_{\text{cs}}|^{2}+|V_{\text{cb}}|^{2}=1~,}$ดังนั้น ผลรวมของแถวควาร์กแต่ละแถวเท่ากับ 3ด้วยเหตุนี้อัตราส่วนการแตกแขนง ของเลปตอน ของ โบซอน W จึงมีค่าโดยประมาณ${\displaystyle \,B(\mathrm {e} ^{+}\mathrm {\nu } _{\mathrm {e} })=\,}$${\displaystyle \,B(\mathrm {\mu } ^{+}\mathrm {\nu } _{\mathrm {\mu } })=\,}$${\displaystyle \,B(\mathrm {\tau } ^{+}\mathrm {\nu } _{\mathrm {\tau } })=\,}$1/9 อัตราส่วนการแตกแขนงแบบแฮดรอนิกถูกครอบงำโดยสถานะสุดท้าย u dและ c s ที่ CKM สนับสนุนผลรวมของอัตราส่วน การแตก แขนงแบบแฮดรอนิกได้รับการวัดทางทดลองแล้ว67.60 ± 0.27%โดยมี${\displaystyle \,B(\ell ^{+}\mathrm {\nu } _{\ell })=\,}$10.80 ± 0.09 ^% [ ^{24 ]}

โบซอนZ ⁰

อนุภาค Z โบซอนสลายตัวเป็นเฟอร์มิออนและอนุภาคปฏิปักษ์ของมัน เมื่อ Z ⁰ โบซอนเป็นส่วนผสมของW ⁰ ก่อน การทำลายสมมาตรและB ⁰ โบซอน (ดูมุมการผสมแบบอ่อน ) ปัจจัยจุดยอด แต่ละจุด ประกอบด้วยปัจจัย⁠${\displaystyle T_{3}-Q\sin ^{2}\,\theta _{\text{W}}}$โดยที่${\displaystyle T_{3}}$คือองค์ประกอบที่สามของไอโซสปินอ่อนของเฟอร์มิออน (ซึ่งเป็น "ประจุ" สำหรับแรงอ่อน)${\displaystyle Q}$คือประจุไฟฟ้าของเฟอร์มิออน (ในหน่วยของประจุพื้นฐาน ) และ${\displaystyle \theta _{\text{w}}}$มุมผสมที่อ่อนแอเนื่องจากไอโซสปินที่อ่อนแอ${\displaystyle (T_{3})}$ค่าจะแตกต่างกันสำหรับเฟอร์มิออนที่มีไครัลลิตี้ ต่างกัน ไม่ว่าจะเป็นมือซ้ายหรือมือขวาค่าการเชื่อมต่อก็จะแตกต่างกันด้วย

สามารถประมาณความแข็งแกร่งสัมพัทธ์ของการเชื่อมต่อแต่ละแบบได้โดยพิจารณาว่าอัตราการสลายตัวนั้นรวมถึงกำลังสองของปัจจัยเหล่านี้ และไดอะแกรมที่เป็นไปได้ทั้งหมด (เช่น ผลรวมของตระกูลควาร์ก และส่วนประกอบด้านซ้ายและด้านขวา) ผลลัพธ์ที่แสดงในตารางด้านล่างเป็นเพียงค่าประมาณเท่านั้น เนื่องจากรวมเฉพาะไดอะแกรมปฏิสัมพันธ์ระดับต้นในทฤษฎีเฟอร์มิเท่านั้น

อนุภาค		${\displaystyle \,T_{3}-Q\sin ^{2}\,\theta _{\text{W}}\,}$		ปัจจัยสัมพัทธ์	อัตราส่วนการแตกแขนง
ชื่อ	สัญลักษณ์	ซ้าย	ขวา		คาดการณ์สำหรับx = 0.23	การวัดเชิงทดลอง[ 25 ]
นิวตริโน (ทั้งหมด)	ν ,ν ,ν	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 / 3 ⁠ x	1/3 x​​​​	3 ( − ⁠ 1 / 2 ⁠ + ⁠ 1 / 3 ⁠ x ) 2 + 3 ( ⁠ 1 / 3 ⁠ x ) 2	15.2%	15.6 ± 0.4%
ควาร์กชนิดอัพ( *ยกเว้นt )	u , c	⁠ + 1 / 2 ⁠ − ⁠ 2 / 3 ⁠ x	− ⁠ 2 / 3 ⁠ x	3 ( ⁠ + 1 / 2 ⁠ − ⁠ 2 / 3 ⁠ x ) 2 + 3 ( − ⁠ 2 / 3 ⁠ x ) 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^{[ 26 ]}

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

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