Mostrar código-fonte de Isospin fraco

{{Sabor em física}}

Na [[física de partículas]], o '''isospin fraco''' é um [[número quântico]] relacionado com a parte eletricamente carregada da [[interação fraca]] : Partículas com isospin fraco semi-inteiro podem interagir com os bósons W<sup>+/-</sup>; partículas com isospin fraco zero não interagem. {{Nre|Interações com o {{math|{{SubatomicParticle|link=yes|Z boson0}} }} está relacionado apenas indiretamente; essa interação é determinada pela carga fraca.}} O isospin fraco é uma construção paralela à ideia de [[isospin]] sob a influência da [[Força forte|interação forte]] . O isospin fraco geralmente recebe o símbolo {{Mvar|T}} ou {{Mvar|I}}, com a terceira componente escrita como {{Mvar|T}} {{Subscrito|3}} ou {{Mvar|I}} {{Subscrito|3}} . {{Nre|Esse artigo usa {{mvar|T}} and {{mvar|T}}3 para o isospin fraco e a sua projeção.
:
Apesar da notação ambígua, {{mvar|I}}, geralmente, também representa a 'normal' (força forte) [[isospin]], o mesmo serve para a sua terceira componente {{mvar|I}}3 conhecido também como {{mvar|T}}3 ou {{mvar|T}}z;. Agravando a confusão, o {{mvar|T}} também é usado como símbolo para o número quântico [[Superior]].}} Isso pode ser entendido como o [[Autovalores e autovetores|autovalor]] de um [[Carga|operador de carga]] .

T3 é mais importante que T; tipicamente o “isospin fraco” é usado como a forma curta do termo próprio “terceira componente do isospin fraco”.

A '''lei de conservação do isospin fraco''' está relacionada com a conservação de <math>\ T_3\ ;</math> interações fracas [[Lei de conservação|conservam]] o {{Mvar|T}} {{Subscrito|3}} . Ele também é conservado pelas [[Força fundamental|interações eletromagnética e forte]] . Entretanto, interações com o [[Bóson de Higgs|campo de Higgs]] ''não'' conservam {{Mvar|T}} {{Subscrito|3}}, como visto diretamente pela propagação de férmions, misturando quiralidades por força de seus termos de massa resultantes do acoplamento de Higgs. Já que o [[valor esperado do vácuo]] do campo de Higgs é diferente de zero, partículas interagem com esse campo a todo tempo, mesmo no vácuo. Interações com o [[Bóson de Higgs|campo de Higgs]] mudam o isospin fraco das partículas (e a hipercarga fraca). Apenas uma combinação específica deles, <math>\ Q = T_3 + \tfrac{1}{2}Y_\mathrm{W}\ </math> (carga elétrica), é conservada.

== Relação com quiralidade ==
[[Férmion]]s com [[Quiralidade (física)|quiralidade]] negativa (também chamados de férmions levógiros) têm <math>\ T = \tfrac{1}{2}\ </math> e podem ser agrupados em dubletos com <math>T_3 = \plusmn \tfrac{1}{2}</math> que se comportam da mesma forma sob a [[interação fraca]] . Por convenção, férmions eletricamente carregados são atribuídos <math>T_3</math> com o mesmo sinal que a carga elétrica deles. {{Nre| Na falta de qualquer cargas elétricas distintas, neutrinos e antineutrinos recebem o <math>\ T_3\ </math> oposto de seu lépton carregado correspondente; assim, todos os neutrinos levógiros são pareados com o lépton levógiro negativamente carregado com <math>\ T_3 = -\tfrac{1}{2}\ ,</math> então, esses neutrinos têm <math>\ T_3 = +\tfrac{1}{2} ~.</math> Já que os antineutrinos dextrógiros são pareados com os anti-léptons dextrógiros positivamente carregados com <math>\ T_3 = +\tfrac{1}{2}\ ,</math>, esses antineutrinos recebem o <math>\ T_3 = -\tfrac{1}{2} ~.</math>. O mesmo resultado segue da carga partícula-antipartícula e da paridade reversa, entre neutrinos levógiros (<math>\ T_3 = +\tfrac{1}{2}\ </math>) and antineutrinos dextrógeros(<math>\ T_3 = -\tfrac{1}{2}\ </math>).}} Por exemplo, [[quark]]s do tipo up ( [[Quark up|u]], [[Quark charm|c]], [[Quark top|t]] ) têm <math>\ T_3 = +\tfrac{1}{2}\ </math> e sempre se transformam em quarks do tipo down ( [[Quark down|d]], [[Quark strange|s]], [[Quark bottom|b]] ), os quais possuem <math>\ T_3 = -\tfrac{1}{2}\ ,</math> e vice versa. Por outro lado, um quark nunca decai fracamente em um quark do mesmo <math>\ T_3 ~.</math> Algo semelhante acontece com [[lépton]]s levógiros, os quais existem como dubletos contendo um lépton carregado ({{Math|{{SubatomicParticle|link=yes|Electron-}}}},{{Math|{{SubatomicParticle|link=yes|Muon-}}}},{{Math|{{SubatomicParticle|link=yes|Tau-}}}}) com <math>\ T_3 = -\tfrac{1}{2}\ </math> e um [[neutrino]] ({{Math|{{SubatomicParticle|link=yes|Electron neutrino}}}},{{Math|{{SubatomicParticle|link=yes|Muon neutrino}}}},{{Math|{{SubatomicParticle|link=yes|Tau neutrino}}}}) com <math>\ T_3 = +\tfrac{1}{2} ~.</math> Em todos os casos, o [[Antipartícula|''anti-fermion'']] correspondente tem quiralidade invertida (anti-fermion "dextrógiro") e um sinal oposto de <math>\ T_3 ~.</math>

[[Férmion]]s com quiralidade positiva (férmions "dextrógiros") e ''anti-férmions'' com quiralidade negativa (anti-férmions "levógiros") têm <math>\ T = T_3 = 0\ </math> e formam singletos que não sofrem interações fracas carregadas. {{Nre|Partículas com <math>\ T_3 = 0\ </math> não interagem com os bósons {{nobr|{{math|{{SubatomicParticle|link=yes|W boson+-}}}}}}; entretanto, todos eles interagem com o bóson {{nobr|{{math|{{SubatomicParticle|link=yes|Z boson0}}}}}}, com a possível exceção do hipotético [[sterile neutrinos]], ainda não incluído no [[Modelo Padrão]].
Se eles realmente existirem, os [[sterile neutrinos]] se tornariam o único férmion elemental no Modelo Padrão que não interage com o bóson {{nobr|{{math|{{SubatomicParticle|link=yes|Z boson0}}}}}}.}}

A carga elétrica, <math>\ Q\ ,</math> é relacionada com o isospin fraco, <math>\ T_3\ ,</math> e a[[hipercarga fraca]], <math>\ Y_\mathrm{W}\ ,</math> por

: <math>Q = T_3 +\tfrac{1}{2}Y_\mathrm{W} ~.</math>

{| class="wikitable" style="right; margin:0 0 .5em 1em;"
|+'''Férmions levógiros no Modelo Padrão'''<ref name="Baez-Huerta-2010">{{Citar periódico |título=The algebra of Grand Unified Theories |periódico=[[Bulletin of the American Mathematical Society]] |número=3 |ultimo=Baez |primeiro=John C. |ultimo2=Huerta |primeiro2=John |ano=2010 |paginas=483–552 |arxiv=0904.1556 |bibcode=2009arXiv0904.1556B |doi=10.1090/s0273-0979-10-01294-2 |volume=47}}</ref>
! colspan="3" style="background:#339900; color:#ffffff" | Geração 1
! colspan="3" style="background:#339900; color:#ffffff" | Geração 2
! colspan="3" style="background:#339900; color:#ffffff" | Geração 3
|- style="background:#fdd;"
! férmion
! Símbolo
! Isospin
fraco<br /><br /><br /><br />
! férmion
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! Isospin
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! férmion
! Símbolo
! Isospin
fraco<br /><br /><br /><br />
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| style="background:#efefef" | [[neutrino do elétron]]
| <math>\nu_\mathrm{e}\ </math>
| <math>+\tfrac{1}{2}\ </math>
| style="background:#efefef" | [[Neutrino do múon|neutrino muon]]
| <math>\nu_\mu\ </math>
| <math>+\tfrac{1}{2}\ </math>
| style="background:#efefef" | [[Neutrino do tau|neutrino Tau]]
| <math>\nu_\tau\,</math>
| <math>+\tfrac{1}{2}\ </math>
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| style="background:#efefef" | [[Elétron]]
| <math>\mathrm e^-\,</math>
| <math>-\tfrac{1}{2}\ </math>
| style="background:#efefef" | [[Muão|muon]]
| <math>\mu^-\,</math>
| <math>-\tfrac{1}{2}\ </math>
| style="background:#efefef" | [[Tau (partícula)|Tauon]]
| <math>\tau^-\,</math>
| <math>-\tfrac{1}{2}\ </math>
|- style="text-align:center;"
| style="background:#efefef" | [[quark up]]
| <math>\mathrm{u}\ </math>
| <math>+\tfrac{1}{2}\ </math>
| style="background:#efefef" | [[Quark charm|charme quark]]
| <math>\mathrm{c}\ </math>
| <math>+\tfrac{1}{2}\ </math>
| style="background:#efefef" | [[quark top]]
| <math>\mathrm{t}\ </math>
| <math>+\tfrac{1}{2}\ </math>
|- style="text-align:center;"
| style="background:#efefef" | [[quark down]]
| <math>\mathrm{d}\ </math>
| <math>-\tfrac{1}{2}\ </math>
| style="background:#efefef" | [[Quark strange|quark estranho]]
| <math>\mathrm{s}\ </math>
| <math>-\tfrac{1}{2}\ </math>
| style="background:#efefef" | [[Quark bottom|quark inferior]]
| <math>\mathrm{b}\ </math>
| <math>-\tfrac{1}{2}\ </math>
|-
| colspan="9" style="text-align:center;" | Todas as partículas levógiras( ''normais'' ) acima têm <br /> ''antipartículas'' dextrógira correspondentes com isospin fraco igual e oposto.
|-
| colspan="9" style="text-align:center;" | Todas as partículas dextrógiras (normais) e antipartículas levógiras têm isospin fraco de 0.
|}

== Isospin fraco e os bósons W ==
A simetria associada ao isospin fraco é [[Grupo especial unitário|SU(2)]] e requer [[bóson]]s Gauge com <math>\, T = 1 \,</math> ({{Math|{{SubatomicParticle|W boson+|link=yes}}}},{{Math|{{SubatomicParticle|W boson-|link=yes}}}} e {{Math|{{SubatomicParticle|W boson0|link=yes}}}}) para mediar as transformações entre férmions com cargas semi-inteiras de isospin fraco. <math>\ T = 1\ </math> implica que os bósons {{Math|{{SubatomicParticle|W boson}}}}<nowiki><br></nowiki> {{Math|{{SubatomicParticle|W boson}}}}<nowiki><br></nowiki>  têm três valores diferentes de <math>\ T_3 \ :</math>

* Bóson {{Math|{{SubatomicParticle|W boson+|link=yes}}}}  <math>(\,T_3 = +1\,)</math> é emitido em transições <math>\left(\,T_3 = +\tfrac{1}{2}\,\right)</math> → <math>\left(\,T_3 = -\tfrac{1}{2}\,\right)~.</math>
* Bóson {{Math|{{SubatomicParticle|W boson0|link=yes}}}}  <math>(\, T_3 =\, 0 \,)</math> seria emitido em interações fracas onde <math>\, T_3 \,</math> não muda, como por exemplo, no espalhamento de [[neutrino]]s .
* Bóson {{Math|{{SubatomicParticle|W boson-|link=yes}}}}  <math>(\, T_3 = -1 \,)</math> é emitido em transições <math>\left(\, T_3 = -\tfrac{1}{2} \,\right)</math> → <math>\left(\, T_3 = +\tfrac{1}{2} \,\right)</math>.

Sob a unificação [[Força eletrofraca|eletrofraca]], o bóson{{Math|{{SubatomicParticle|W boson0|link=yes}}}}<nowiki><br></nowiki> {{Math|{{SubatomicParticle|W boson0|link=yes}}}}<nowiki><br></nowiki>  se mistura com o bóson Gauge {{Math|{{SubatomicParticle|B boson0}}}} [[Hipercarga fraca|da hipercarga fraca]] ; ambos têm isospin fraco igual a zero. O bóson resultante observado  {{Math|{{SubatomicParticle|Z boson0|link=yes}}}}<nowiki><br></nowiki> {{Math|{{SubatomicParticle|Z boson0|link=yes}}}}<nowiki><br></nowiki> e o [[Fotão|fóton]] da [[eletrodinâmica quântica]] ; os resultantes{{Math|{{SubatomicParticle|Z boson0|link=yes}}}}e  {{Math|{{SubatomicParticle|photon0|link=yes}}}} também têm isospin fraco igual a zero.

A soma do isospin fraco negativo e da carga positiva é zero para cada um dos bósons, consequentemente, todos os bósons eletrofracos têm [[hipercarga fraca]] <math>\ Y_\text{W} = 0\ ,</math> assim, ao contrário [[Glúon|dos glúons]] da [[Força forte|interação forte]], os bósons [[Força eletrofraca|eletrofracos]] não são afetados pela força que eles estão mediando.

== Veja também ==

* [[Hipercarga fraca]]
* Carga fraca

== Notas de rodapé ==
{{Listanota}}

{{Referências}}
{{Standard model of physics}}
[[Categoria:Física]]