Techniklexikon

elektroschwache Wechselwirkung

TeilchenphysikQuantenmechanik, zusammenfassende Bezeichnung für die elektromagnetische und die schwache Wechselwirkung, die durch das Glashow-Weinberg-Salam-Modell in eine gemeinsame Theorie eingebettet sind. Dieses Modell vereinigt auf natürliche Weise die Quantenelektrodynamik mit einer entsprechenden Quantenfeldtheorie für die schwache Wechselwirkung. Alle Prozesse der elektroschwachen Wechselwirkung werden im GWS-Modell durch den Austausch von vier Eichbosonen erklärt: dem masselosen Photon, das die Wechselwirkung zwischen elektrisch geladenen Partikeln vermittelt, und den drei massiven Vektorbosonen W⁺, W^- und Z⁰, die an der schwachen Ladung der Teilchen angreifen.

Im Gegensatz zum Photon, das nur mit elektrisch geladenen Teilchen wechselwirkt, vermittelt das Z⁰-Boson auch Prozesse, bei denen elektrisch neutrale Teilchen beteiligt sind, z.B. die Streuung von Neutrinos an Elektronen. 1973 gelang am CERN der Nachweis dieser Reaktionen (neutrale Ströme). Bei Prozessen mit geladenen Teilchen sind sowohl das Photon als auch das Z⁰-Boson beteiligt, und es kommt zu experimentell nachweisbaren Interferenzen dieser beiden Austauschvorgänge. Die vom GWS-Modell vorhergesagten massiven Vektorbosonen wurden 1983 am europäischen Beschleunigerzentrum CERN entdeckt. Mit Präzisionsexperimenten zur Elektron-Positron-Vernichtung am Speicherring LEP konnten die Aussagen der elektroschwachen Theorie eindrucksvoll bestätigt werden. (elektroschwache Parameter, Standardmodell der Elementarteilchenphysik)