Techniklexikon

neutrale Ströme

Teilchenphysik, neutrale schwache Ströme, Prozesse der schwachen Wechselwirkung, bei denen sich die elektrische Ladung nicht ändert. Das Glashow-Weinberg-Salam-Modell der elektroschwachen Wechselwirkung erklärt sie durch den Austausch eines neutralen Z-Bosons. Typische Prozesse dieser Art sind z.B. rein leptonische Prozesse wie n_m + e^-  n_m + e^- oder der Strangeness-ändernde Zerfall K⁰  m⁺ m^-. Der erste Nachweis neutraler schwacher Ströme gelang 1973 am CERN mit der Reaktion . Weitere Experimente klärten die Lorentz-Struktur des neutralen schwachen Stromes und ergaben eine Mischung aus Vektor- und Axialvektorstrom. Da bei elektroschwachen Streuprozessen neben dem dominierenden elektromagnetischen Anteil also auch immer ein schwacher neutraler Strom auftritt, zeigen sich interessante paritätsverletzende Intereferenzphänomene zwischen dem axialen Anteil des neutralen schwachen Stroms und dem elektromagnetischen vektoriellen Anteil, die erstmals 1978 am SLAC nachgewiesen werden konnten: linkshändige Elektronen werden etwas bevorzugter gestreut als rechtshändige.

Für neutrale Strangeness-ändernde schwache Ströme (FCNC, flavor changing neutral currents) wie z.B. dem obigen K-Zerfall zeigt sich experimentell hingegen eine starke Unterdrückung. Die Tatsache wird durch den GIM-Mechanismus erklärt: ordnet man dem Strangenesse-Quark (s) noch ein weiteres Quark, das Charm-Quark (c), zu, so nimmt die neutrale Wechselwirkung zwischen den beiden Quarks-Dubletts

mit

die Form

an, bei der der Strangeness-ändernde Anteil exakt herausfällt und es somit (zumindest in niedrigster Ordnung) keine Strangeness-ändernden neutralen Ströme gibt. (Neutrinos, Standardmodell)