充電電流

荷電電流相互作用は、弱い力によって素粒子が相互作用する方法の1つです。これらの相互作用は、
わ⁺
そして
わ⁻
ボソン。

荷電カレント相互作用は、弱い相互作用の中で最も簡単に検出できるクラスです。弱い力は原子核崩壊を媒介することで最もよく知られています。その範囲は非常に短いですが、ニュートリノと相互作用する唯一の力です（重力を除く） 。弱い力は、WおよびZ交換粒子を介して伝達されます。これらのうち、Wボソンは正または負の電荷を持ち、荷電粒子による、または荷電粒子によるニュートリノの吸収と放出を媒介します。これらのプロセスの間、Wボソンは電子または陽電子の放出または吸収を引き起こし、またはベータ崩壊やK捕獲などでクォークのフレーバーと電荷を変更します。^[1]

対照的に、Z 粒子は電気的に中性であり、Z ボソンの交換では、運動量、スピン、エネルギーの移動を除いて、相互作用する粒子の量子数は影響を受けません。

W ボソンの交換には電荷の移動 (および弱いアイソスピンの移動、弱いハイパー電荷は移動しない) が伴うため、「荷電電流」と呼ばれます。対照的に、Z ボソンの交換には電荷の移動が伴わないため、「中性電流」と呼ばれます。後者の場合、「電流」という言葉は電気とは何の関係もありません。単に他の粒子間の Z ボソンの動きを指します。

「荷電電流」という名前は、電荷を持つWボソンと結合したフェルミオンの電流に由来する。例えば、
ν
_e
e⁻
→
ν
_e
e⁻
弾性散乱振幅は：^[2]

${\displaystyle {\mathfrak {M}}^{\mathrm {CC} }\propto J_{\mu }^{\mathrm {(CC)} }(\mathrm {e^{-}} \to \nu _{\mathrm {e} })\;J^{\mathrm {(CC)} \mu }(\nu _{\mathrm {e} }\to \mathrm {e^{-}} ),}$

ここで、あるフェルミオンから他のフェルミオンへの流れを記述する荷電電流は次のように与えられる: ^[2]

${\displaystyle J^{\mathrm {(CC)\mu } }(f\to f')={\bar {u}}_{f'}\gamma ^{\mu }{\frac {1}{2}}\left(1-\gamma ^{5}\right)u_{f}.}$

Wボソンは弱いアイソスピンを持つ任意の粒子（つまり、左利きの 標準モデルのフェルミオン）と結合することができる。^{[注 1]}

• 中性電流
• WボソンとZボソン