Voir la source de Bosons X et Y

{{Ébauche|physique des particules}}
{{Infobox Particule
 | nom                       = Bosons X<sup>±</sup> et Y<sup>±</sup> 
 | image                     = 
 | taille image              = 
 | légende                   = 
 | classification            = 
 | composition               = [[Particule élémentaire]]
 | famille                   = [[Boson]]
 | groupe                    = [[Boson de jauge]]
 | génération                = 
 | interaction               = 
 | symbole                   = 
 | types                     = 12
 | antiparticule             = 
 | masse                     = ≈ 10<sup>15</sup> [[Électronvolt|GeV]]/[[Vitesse de la lumière|''c'']]<sup>2</sup> 
 | charge électrique         = X : ±{{sfrac|4|3}} [[Charge élémentaire|''e'']]<br>Y : ±{{sfrac|1|3}} ''e''
 | rayon de charge           = 
 | moment dipolaire          = 
 | polarisabilité électrique = 
 | moment magnétique         = 
 | polarisabilité magnétique = 
 | charge de couleur         = Triplet ou antitriplet
 | spin                      = 1
 | isospin                   = X : ±{{sfrac|1|2}}<br>Y : ∓{{sfrac|1|2}} 
 | parité                    = 
 | durée de vie              = 
 | particule de désintégration = X : deux [[quark]]s, ou un [[antiquark]] et un [[antilepton]] chargé<br>Y : deux [[quark]]s, ou un [[antiquark]] et un[[antilepton]] chargé, ou un [[antiquark]] et un [[antineutrino]]
 | forme condensée           = 
 | prédiction                = 
 | découverte                = Hypothétique
 | découvreur                = 
}}

En [[physique des particules]], les '''bosons X et Y''' (parfois appelés collectivement « bosons X »<ref name="Cheng-Li">
{{ouvrage
 |auteur1=Ta-Pei Cheng |auteur2=Ling-Fong Li|auteur2-link=Ling-Fong Li
 |année=1983
 |titre=Gauge Theory of Elementary Particle Physics
 |éditeur=[[Oxford University Press]]
 |isbn=0-19-851961-3
}}</ref>{{rp|437}}) sont des [[Particule élémentaire|particules élémentaires]] hypothétiques analogues aux [[bosons W et Z]], mais correspondant à une force unifiée prédite par le {{Lien |langue=en |trad=Georgi–Glashow model |fr=Modèle de Georgi–Glashow |texte=modèle de Georgi-Glashow }}, une théorie de [[grande unification]] (GUT).

Comme les bosons X et Y sont médiateurs de la grande force unifiée, ils auraient une masse inhabituellement élevée, dont la création nécessiterait une énergie supérieure à celle de toute expérience actuelle de collisionneur de particules comme le [[Grand collisionneur de hadrons]]. Il est significatif que les bosons X et Y couplent les [[quark]]s (constituants des protons et autres) aux [[lepton]]s (tels que les [[positon]]s), ce qui viole la conservation du [[nombre baryonique]] et permet ainsi la [[désintégration du proton]].

Cependant, l'[[Hyper-Kamiokande]] a fixé une limite inférieure à la [[demi-vie]] du [[proton]], à environ 10<sup>34</sup> ans<ref name="Yoshinari">{{Lien web |langue=en |auteur=Yoshinari Hayato |titre=Overview talk on proton decay searches |url=https://indico.cern.ch/event/129268/contributions/1348781/attachments/88197/126257/Hayato_20110607_ProtonDecaySearch.pdf |date=7 juin 2011 |site=[[Organisation européenne pour la recherche nucléaire]] |consulté le=16 mars 2025}}.</ref>. Étant donné que certaines théories unifiées telles que le modèle de Georgi-Glashow prédisent une demi-vie inférieure à celle-ci, l'existence des bosons X et Y, telle que formulée par ce modèle particulier, reste hypothétique.

== Détails ==
Un boson X aurait les deux [[Radioactivité|modes de désintégration]] suivants<ref name="Cheng-Li" />{{rp|442}} :
:X{{exp|+}} → u{{ind|L}} + u{{ind|R}}
:X{{exp|+}} → e{{expInd|+|L}} + {{surligner|d}}{{ind|R}}
où les deux produits de désintégration de chaque processus ont une [[chiralité]] opposée, u est un [[quark up]], {{surligner|d}} un [[antiquark down]] et e{{exp|+}} un [[positon]].

Un boson Y aurait les trois modes de désintégration suivants<ref name="Cheng-Li" />{{rp|442}} :
:Y{{exp|+}} → e{{expInd|+|L}} + {{surligner|u}}{{ind|R}}
:Y{{exp|+}} → d{{ind|L}} + u{{ind|R}}
:Y{{exp|+}} → {{surligner|d}}{{ind|L}} + {{surligner|ν}}{{ind|eR}}
où {{surligner|u}} est un [[antiquark up]], d un [[quark down]] et {{surligner|ν}}{{ind|e}} un [[antineutrino électronique]].

Le premier produit de chaque désintégration présente une chiralité gauche (indice L, pour l'[[anglais]] ''left'') et le second une chiralité droite (R, pour ''right''), ce qui produit toujours un fermion de même sens que celui produit par la désintégration d'un [[boson W]], et un [[fermion]] de sens contraire (« de sens inverse »).

Des produits de désintégration similaires existent pour les autres [[Génération (physique des particules)|générations quark-lepton]].

Dans ces réactions, ni le [[nombre leptonique]] (L) ni le [[nombre baryonique]] (B) ne sont conservés séparément, mais la combinaison [[B-L]] l'est. Des [[Rapport de branchement|rapports de branchement]] différents entre le boson X et son [[antiparticule]] (comme c'est le cas pour le [[Kaon|méson K]]) expliqueraient la [[baryogenèse]]. Par exemple, si une paire X{{exp|+}} / X{{exp|-}}
est créée à partir de l'énergie et qu'elle suit les deux branches décrites ci-dessus :
:X{{exp|+}} → u{{ind|L}} + u{{ind|R}}
:X{{exp|-}} → d{{ind|L}} + e{{exp|-}}{{ind|R}}

Le regroupement du résultat (u + u + d) + e{{exp|-}} = p + e{{exp|-}} montre qu'il s'agit d'un [[atome]] d'[[hydrogène]].

=== Origine ===
Les bosons X{{exp|±}} et Y{{exp|±}} sont définis respectivement comme les six composantes {{nowrap|''Q'' {{=}} ± {{sfrac|4|3}}}} et {{nowrap|''Q'' {{=}} ± {{sfrac|1|3}}}}⁠ des deux derniers termes de la représentation adjointe '''24''' de {{Lien |langue=en |trad=Georgi–Glashow model |fr=Modèle de Georgi–Glashow |texte=SU(5) }} telle qu'elle se transforme sous le groupe du modèle standard :
: <math>\mathbf{24}\rightarrow (8,1)_0\oplus (1,3)_0\oplus (1,1)_0\oplus (3,2)_{-\frac{5}{6}}\oplus (\bar{3},2)_{\frac{5}{6}}.</math>

Les bosons X et Y, chargés positivement, portent des charges anti-couleur (équivalentes à deux [[Charge de couleur|charges de couleur]] normales différentes), tandis que les bosons X et Y, chargés négativement, portent des charges de couleur normales. Les signes des isospins faibles des bosons Y sont toujours opposés à ceux de leurs charges électriques. Concernant leur action sur <math>\mathbb{C}^5,</math>, les bosons X tournent entre un indice de [[Charge de couleur|couleur]] et l'indice d'[[isospin faible]] vers le haut, tandis que les bosons Y tournent entre un indice de couleur et l'indice d'isospin faible vers le bas.

== Notes et références ==
* {{Traduction/référence|en|X and Y bosons|1271085119}}
{{références}}

==  Voir aussi ==
=== Articles connexes ===
* [[B-L]]
* [[Grande unification]]
* [[Leptoquark]]
* [[Désintégration du proton]]
* {{Lien |langue=en |trad=Quark–lepton complementarity |fr=Complémentarité quark–lepton }}

{{Portail| physique}}