Открытие промежуточных бозонов

    - и Z-бозоны были открыты в экспериментах, выполненных на ускорителе ЦЕРНа на встречных протон-антипротонных пучках.
    Образование  и Z искали в инклюзивных процессах типа

+ p + X и + p Z + X.

Схематически процессы рождения и Z на адронном коллайдере и их последующего распада показаны на рис.1.

Рис. 1.

Образование W⁺ происходит в результате столкновения u-кварка протона с -антикварком антипротона. Образующийся W⁺-бозон затем регистрируется по одному из характерных каналов распада

W⁺ e⁺ + _e.

Такой канал распада позволяет выделить образование W⁺ из большого фона адронов, образующихся при столкновении  p. Один из возможных каналов образования и распада -бозона показан на рис. 2.

+ p e⁺ + _e + ⁺ + ^- + ^- + ⁰.

Для образования W^- и Z можно нарисовать аналогичные диаграммы (рис.3-4).

+ p e^- + _e + ⁺ + ^- + ⁺ + ⁰.

+ p e^- + e⁺ + ⁺ + ^- + ⁰ + ⁰.

Величина сечений реакций образования и Z при энергии сталкивающихся  p пучков 2х270 ГэВ составляла 1 нб или 10^-8 от полного сечения   p взаимодействия. В первом эксперименте было зарегистрировано около 10 событий на 10⁹ событий p столкновений.
    Были также с большой точностью измерены разности масс W⁺- и W^--бозонов и W- и Z-бозонов.

m(W⁺) - m(W^-) = -0.2 + 0.6 ГэВ,
m(W) - m(Z) = 10.85 + 0.15 ГэВ.

    Особый интерес для определения числа поколений кварков и лептонов представляют измерения ширин различных каналов распада Z-бозона. Точное знание величины ширины распада Z-бозона важно для определения числа поколений кварков и лептонов.

Г(e^-e⁺) = 83.83 + 0.27 МэВ,
Г() = 498.3 + 4.2 МэВ,
Г(^-+)/Г(e^-e⁺) = 1.000 + 0.005,
Г(^-+)/Г(e^-e⁺) = 0.998 + 0.005,
Г(адроны) = 1740.7 + 5.9 МэВ.