Eichbosonen

Eichbosonen (Synonyme: Austauschteilchen, Trägerteilchen, Kraftteilchen, Botenteilchen^[1], engl. gauge bosons) sind Bestandteil von Quantenfeldtheorien, d. h. deren Eichtheorien. Sie vermitteln in der Teilchenphysik die vier Wechselwirkungen (Grundkräfte der Physik) zwischen den Elementarteilchen. ^[2] In der Quantenelektrodynamik (QED) wirken Bosonen mit geradzahligem Spin zwischen Ladungen gleichen Vorzeichens anziehend, Bosonen mit ungeradem Spin dagegen abstoßend.

Eichboson	Wechselwirkung	verbundene Teilchen	Änderung der Teilcheneigenschaften
8 Gluonen	starke Wechselwirkung	Quarks	Farbladung
Photon	elektromagnetische Wechselwirkung[3]	(alle elektrisch geladenen)	Phasenwinkel der Wellenfunktion
3 Weakonen: W+-, W-- und Z0-Boson	schwache Wechselwirkung[3]	Quarks und Leptonen	schwacher Isospin, durch W-Bosonen auch elektrische Ladung
1 Graviton (hypothetisch, s.u.)	Gravitation [4]	(alle massebehafteten)	??

Eichbosonen sind spezielle Bosonen: sie haben einen Spin von 1, darum gehören sie zu den Vektorbosonen. Der Namensteil Eich- verweist darauf, dass die Quantenfeldtheorien, in denen sie verwendet werden, Eichtheorien sind.

Änderung von Teilcheneigenschaften

Durch den Austausch von Eichbosonen verändern sich die Eigenschaften der Teilchen, zwischen denen die Wechselwirkung stattfindet (siehe Tabelle).

Sonderfall Gravitation

Die Gravitationswechselwirkung ist im Gegensatz zu den anderen kein Gegenstand des Standardmodells, ebenso das hypothetische Trägerteilchen das Graviton. Dieses ist auch deshalb eine Ausnahme, weil es als Spin-2-Teilchen ein Tensorboson ist, was in Übereinstimmung mit der anziehende Wirkung zwischen Massen (als 'Gravitationsladungen') ist.

Das Higgs-Boson des Standardmodells ist dagegen kein Vermittlerteilchen der Gravitation zwischen zwei Massen, sondern erzeugt die Teilchenmasse selbst.

Supersymmetrische Partner

Die hypothetischen supersymmetrischen Partner der Eichfelder sind die folgenden Gaugino-Felder:

• 8 Gluinos als Superpartner der Gluonen.
• Die elektroschwachen Gaugino-Felder mischen nach dem minimalen supersymmetrischen Standardmodell (MSSM) mit den Higgsino-Feldern^[5] zu 2 Paar elektrisch geladenen Charginos und 4 elektrisch neutralen Neutralinos als hypothetisch beobachtbare Teilchen.
• 1 Gravitino als supersymmetrischer Partner des Gravitons nach der Theorie der Supergravitation (SUGRA) - kein Bestandteil des MSSM, so wie das Graviton kein Teil des SM ist.

Einzelnachweise und Fußnoten

1. ↑ Siehe z.B. auch Einstein-Online: Stichwort: Trägerteilchen
2. ↑ Die Eichtheorien postulieren zunächst die Existenz gewisser bosonischer Eichfelder, aus denen die Eichbosonen als beobachtbare Teilchen oft erst durch Superposition (Linearkombination, Mischung) hervorgehen.
3. ↑ ^{a b} Elektromagnetische und schwache Wechselwirkung sind im Standardmodell zur elektroschwachen Wechselwirkung vereinigt.
4. ↑ Gravitation ist kein Gegenstand des Standardmodells.
5. ↑ Die Higgsinos sind die Superpartner der hypothetischen Higgsfelder, von denen es im MSSM mehrer gibt.