Слабкі взаємодії
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Слабкі взаємодії

Слабкі взаємодії, один з чотирьох типів відомих фундаментальних взаємодій між елементарними частками (три інших типа — електромагнітне, гравітаційне і сильне). С. ст набагато слабкіше не лише сильного, але і електромагнітного взаємодій, але набагато сильніше гравітаційного.

  Про силу взаємодії можна судити за швидкістю процесів, які воно викликає. Зазвичай порівнюють між собою швидкості процесів при енергіях порядку 10 8 —10 9 ев, які є характерними для фізики елементарних часток, т. до. именно такого порядку маси (виражені в енергетичних одиницях) більшості елементарних часток (наприклад, маса p-мезона 1,4×10 8 ев, маса протона 9,4×10 8 ев ) . При таких енергіях процес, обумовлений сильною взаємодією, відбувається за час ~ 10 -24 сік; за цей час сильно взаємодіюча частка ( адрон ) , рухома із швидкістю порядку швидкості світла (3×10 10 см/сек ) , пролітає відстань порядку своїх розмірів (~ 10 -13 см ) . Електромагнітний процес в цих же умовах триває приблизно 10 -21 сек. Характерний же час процесів що відбуваються за рахунок С. ст («слабких процесів»), значно більше: ~ 10 -10 сек. Так що в світі елементарних часток слабкі процеси протікають надзвичайно повільно.

загрузка...

  Інша характеристика взаємодії — довжина вільного пробігу частки в речовині. Сильно взаємодіючі частки зазвичай затримуються залізною плитою завтовшки в декілька десятків див. Нейтрино же що володіє лише С. ст, проходіло б, не випробувавши жодного зіткнення, через залізну плиту завтовшки порядка мільярд км. Ще слабкішою є гравітаційна взаємодія, сила якої при енергії 10 9 ев в 10 33 раз (на 33 порядки) менше, ніж у С. ст Проте в повсякденному житті роль гравітаційної взаємодії набагато помітніше ролі С. ст Це пов'язано з тим, що гравітаційна взаємодія, так само як електромагнітне, має нескінченно великий радіус дії; тому, наприклад, на тіла, що знаходяться на поверхні Землі, діє гравітаційне тяжіння з боку всіх атомів, з яких складається Земля. Слабка ж взаємодія володіє настільки малим радіусом дії, що величина цього радіусу до цих пір не виміряна: вона напевно менше 10 -14 см, а можливо, і 10 -15 см, що на два порядки менше радіусу сильного взаємодії. Внаслідок цього, наприклад, С. ст між ядрами двох сусідніх атомів, що знаходяться на відстані 10 -8 см, абсолютно нікчемно.

  Проте, не дивлячись на малу величину і короткодействіє, С. ст грає дуже важливу роль в природі. Так, якби удалося «вимкнути» С. ст, то згасло б Сонце, т. до. был би неможливий процес перетворення протона (р) в нейтрон (n), позитрон (е + ) і нейтрино (n). Саме у результаті цього процесу відбувається «вигорання» водню на Сонце і чотири протони перетворюються на ядро гелію, що складається з двох протонів і двох нейтронів. Цей процес служить джерелом енергії як Сонця, так і більшості зірок. Процеси С. ст з випусканням нейтрино, мабуть, взагалі грають виключно важливу роль в еволюції зірок, обумовлюючи втрати енергії дуже гарячими зірками, механізми, вибухів найновіших зірок з утворенням пульсарів і т. д. Ще один приклад: якби не було С. ст, то були ои стабільні і широко поширені в звичайній речовині мюони (m) і p-мезоні, а також дивні частки, які, як відомо, під дією С. ст розпадаються за мільйонні — мільярдні долі сік на звичайні (недивні) частки.

  Настільки велика роль С. ст пов'язана з тим, що С. ст не підкоряється ряду заборон, яким підкоряються сильна і електромагнітна взаємодії. На відміну від сильної і електромагнітної взаємодій, С. ст порушує закон збереження дивацтва . Порушує С. ст і ін. фундаментальну симетрію природи — дзеркальну (див. Просторова інверсія ), в слабких розпадах максимально порушується закон збереження просторовою парності і зарядовій парності (див. Зарядове сполучення ) . В обумовлених С. ст процесах розпаду довгоживучих нейтральних К- мезонів на десяті долі відсотка відбувається порушення збереження т.з. комбінованій парності (див. Комбінована інверсія ) і тимчасовій оборотності мікропроцесів (т.з. Т-інваріантності; див.(дивися) Звернення часу ) . (Детальніше за див.(дивися) нижче.)

  Інтенсивності слабких процесів швидко зростають із зростанням енергії. Так, наприклад, бета-розпад нейтрона, енерговиділення в якому мало (~ 1 Мев ) в порівнянні з енергіями порядку енергії спокою адронів, триває біля 10 3 сік ., що на 13 порядків більше, ніж час життя L - гіперона . Переріз взаємодії з нуклонами (протонами і нейтронами) для нейтрино, що мають енергії ~ 100 Гев, приблизно в мільйон разів більше, ніж для нейтрино з енергією ~ 1 Мев. Аж до яких енергій продовжиться зростання перетину з енергією, поки не ясно. Можливо, він не припиниться до енергій ~1000 Гев в системі центру мас часток, що стикаються. Можливо, проте, що це зростання зупиниться при набагато менших енергіях.

  Найбільш поширений процес, обумовлений С. ст — (b-розпад радіоактивних атомних ядер. Явище радіоактивності було виявлено в 1896 А. А. Беккерелем . Протягом першої третини 20 ст експериментально досліджувалися енергетичні спектри b-радіоактівніх ядер (Е. Резерфорд, Дж. Чедвік, Л. Майтнер ) . Результатом цього дослідження з'явилася гіпотеза (1931, Ст Паулі ) про тому, що в b-розпаді поряд з електроном (е - ) випускається ще одна легка частка, що отримала пізню назву нейтрино. І хоча експериментальне вільне нейтрино було виявлено лише в 1956, вже у 1934, виходячи з гіпотези Паулі, Е. Фермі побудував теорію (b-розпаду, яка (з деякими модифікаціями) лежить в основі сучасної теорії С. ст

  Згідно теорії Фермі, електрон і нейтрино (точніше: антинейтрино), що вилітають з (b-радіоактівного ядра, не знаходилися в нім до цього, а виникають у момент розпаду. Це явище аналогічно випусканню фотонів низької енергії (видимого світла) збудженими атомами або фотонів високої енергії (g-квантів) збудженими ядрами. Як відомо, світло випускається електроном при переході з одного атомного рівня на іншій, нижчий. Аналогічно g-кванті випускаються нуклонами, перехідними з вищих, збуджених рівнів в ядрі на нижчі. Первинною причиною цих процесів є взаємодія електричних зарядів з електромагнітним полем: рухома заряджена частка —  електрон або протон —  обурює електромагнітне поле, причому енергія частки передається квантам поля —  фотонам. Рухомий заряд створює електромагнітний струм, і зазвичай говорять про взаємодію фотонів з електромагнітним струмом. У квантовій електродинаміці взаємодія електрона з фотоном описується вираженням типа

.

  Тут е — елементарний електричний заряд, що є константою електромагнітної взаємодії (безрозмірною константою, що характеризує інтенсивність протікання електромагнітних процесів, є величина   1 / 137 , де   постійна Планка, з — швидкість світла), в — оператор знищення електрона, що знаходиться у вихідному стані,  — оператор народження електрона в кінцевому стані, А — оператор народження фотона. Т. о., замість вихідного електрона виникають дві частки: електрон, що знаходиться в іншому стані (з меншою енергією), і фотон.

  точніше взаємодія електрона з фотоном описується вираженням

.      (1)

  Індекс m у величині А m набуває чотири значення: m = 0, 1, 2,3 і вказує, що величина А m перетвориться як чотиривимірний вектор при Лоренца перетвореннях . [Нагадаємо, що чотиривимірний вектор утворюють, наприклад, чотиривимірні координати частки х m ( x 0 = ct, x 1 = х, x 2 = в, x 3 = z ) або її енергія і імпульс р m ( p про = Е/с, p 1 = p x , p 2 = р в , p 3 = p z , де Е —   енергія частки, p x , p в , p z компоненти її тривимірного імпульсу).] Скалярний твір двох чотиривимірних векторів визначається таким чином: х m р m = x про p про — x 1 p 1 — x 2 p 2 — x 3 p 3 (по однакових індексах m виробляється підсумовування.; скорочено знак суми опускається). Оскільки електромагнітне поле є векторним, то про квант цього поля — фотон — говорять як про векторну частку. Величина  називається електромагнітним струмом. Щоб взаємодія (1) була лоренц-інваріантною, необхідно, щоб електромагнітний струм  також був чотиривимірним вектором і взаємодія струму з фотонним полем була скалярною твір двох чотиривимірних векторів (саме на це вказує повторення індексу m). Чотири матриці g m (матриці Дираку) введені для того, щоб з операторів  і в, які є чотиривимірними спінорамі відносно перетворень Лоренца, сконструювати чотиривимірний вектор — електромагнігний струм.

  Уточнимо тепер сенс операторів  і в. Вони описують процеси не лише за участю часток (електронів), але і за участю античасток (позитронів). Оператор в знищує електрон або народжує позитрон, а оператора  народжує електрон або знищує позитрон. Оператор А описує як народження, так і знищення фотонів, оскільки абсолютно нейтральна частка — фотон — сама є своїй античасткою. Т. о., взаємодію  описує не лише випускання і поглинання світла електронами і позитронами, але і такі процеси, як народження позитронних для електрона пар фотонами або анігіляція цих пар у фотони. Обмін фотоном (g) між двома зарядженими частками приводить до взаємодії цих часток один з одним. В результаті виникає, наприклад, розсіяння електрона протоном, яке схематично зображається Фейнмана діаграмою, представленою на мал. 1 . Під час переходу протона в ядрі з одного рівня на іншій ця ж взаємодія може привести до народження ядром позитронної для електрона пари ( мал. 2 ).

  Теорія b-розпаду Фермі по суті аналогічна теорії електромагнітних процесів. У основу теорії Фермі поклав взаємодію двох «слабких струмів», але що взаємодіють між собою не на відстані шляхом обміну часткою — квантом поля (фотоном в разі електромагнітної взаємодії), а контактно. Це взаємодія в современих позначеннях має вигляд:

     (2)

  Здесь G — константа Фермі, або константа С. ст, експериментальне значення якої G » 10 -49 ерг ×см 3 ; величина  має розмірність квадрата довжини, і в одиницях, де M p маса протона;  — оператор народження протона (знищення антипротона), n — оператор знищення нейтрона (народження антинейтрона),  — оператор народження електрона (знищення позитрона), n — оператор знищення нейтрино (народження антинейтрино). [Тут і надалі оператори народження і знищення часток позначені символами відповідних часток, набраними напівжирним шрифтом.] Струм  переводячий нейтрон в протон, отримав згодом назва нуклонного, а струм  — лептонного (електрон і нейтрино — лептони ) . Фермі постулював, що, подібно до електромагнітного струму, слабкі струми також є чотиривимірними векторами. Тому фермієвськоє взаємодія називається векторною. (Відмітимо, що первинна ідея Фермі полягала в тому, що нуклонний струм  аналогічний електромагнітному струму, а лептонний струм  — електромагнітному полю А m . Проте в написане їм вираження нуклонний і лептонний струми увійшли рівноправний, і подальший розвиток теорії все більшою мірою підкреслювало це рівноправ'я.)

  Подібно до випускання позитронної для електрона пари, b-розпад нейтрона може бути описаний схожою діаграмою ( мал. 3 ) [у статті античастки помічені значком «тильда» (~) над символами відповідних часток]. Але із сказаного вище про операторів народження і знищення часток витікає, що взаємодія лептонного і нуклонного струмів повинна давати і інші слабкі процеси, наприклад реакцію  ( мал. 4 ), анігіляцію пар  ( мал. 5 ),  і т. д.

  Істотною відмінністю слабкого струму від електромагнітного є те, що слабкий струм міняє заряд часток, тоді як електромагнітний струм не міняє: слабкий струм перетворює нейтрон в протон, електрон в нейтрино а електромагнітний залишає протон протоном, а електрон електроном. Тому слабкі струми і  називаються зарядженими струмами. Згідно такої термінології, звичайний електромагнітний струм  є нейтральним струмом. Обговорення питання про нейтральні слабкі струми типа>,  див. нижче.

  Слід підкреслити, що теорія Фермі спиралася на результати досліджень в трьох різних областях: 1) експериментальні дослідження власне С. ст (b-розпад), що привели до гіпотези про існування нейтрино; 2) експериментальні дослідження сильної взаємодії (ядерні реакції), що привели до відкриття протонів і нейтронів і розуміння того, що ядра складаються з цих часток; 3) експериментальні і теоретичні дослідження електромагнітної взаємодії, в результаті яких був закладений фундамент квантової теорії поля.

  Подальший (і особливо пізніше) розвиток фізики елементарних часток неодноразово підтверджувало плідну взаємозалежність досліджень сильної, слабкої і електромагнітної взаємодій.

  Питання про те, чи дійсно слабка b-распадноє взаємодія — векторне, був предметом теоретичних і експериментальних досліджень протягом більше 20 років. За ці роки з'ясувалося, що С. ст відповідально не лише за b-розпад ядер, але і за повільні розпади нестабільних елементарних часток. Після відкриття мюонів p-мезонів, до-мезонів і гіперонів в кінці 40 — початку 50-х рр. була сформульована гіпотеза про універсальний характер С. ст, відповідального за розпади всіх цих часток.

  В 1956 при теоретичному дослідженні розпадів до-мезонів Лі Цзун-дао і Ян Чжень-нін (США) висунули гіпотезу про те, що С. ст не зберігає парність; незабаром незбереження парності було виявлене експериментально в b-розпаді ядер (Ву Цзянь-сюн і співробітники, США), в розпаді мюона [Р. Гарвін, Л. Ледерман (США) і ін.] і в розпадах інших часток.

  Осенью 1956 Л. Д. Ландау і незалежно Лі, Ян, Р. Еме висунули гіпотезу, згідно якої в С. ст порушується не лише просторова парність ( Р ), але і зарядова парність ( З ), причому таким чином, що зберігається їх твір — комбінована парність ( СР- парність). Інваріантність С. ст відносно комбінованої інверсії, означала б, що процеси за участю часток є «дзеркальними» по відношенню до процесів за участю відповідних античасток. Так, наприклад, кутові розподіли електронів (е - ) при розпаді негативних мюонів (m - ) і позитронів (е + ) при розпаді m+ виглядають так, як це змальовано на мал.(малюнок) 6 . Порушення комбінованої інверсії, хоча і спостерігалося, але лише в розпадах нейтральних до-мезонів (див. нижчий).

  Узагальнюючи величезний експериментальний матеріал, М. Гелл-Ман, Р. Фейнман, Р. Маршак і Е. Судершан (США) в 1957 запропонували теорію універсальної слабкої взаємодії, т.з. V А -теорію. У цій теорії, так само як в теорії Фермі, С. ст виникає за рахунок слабких струмів. Відмінність полягає лише в двох пунктах:

  По-перше, у Фермі слабкий струм був векторним, а в новій теорії струм є сумою вектора ( V ) і аксіального вектора ( А ) . (Аксіальний струм конструюється за допомогою матриць g m g 5 , де .) При перетвореннях Лоренца обидва ці струму ( V і A ) поводяться однаково, подібно до звичайних чотиривимірних векторів. Проте при дзеркальних віддзеркаленнях вони поводяться по-різному, т. до. обладают різною парністю. В результаті слабкий струм не володіє певною парністю. Це властивість слабкого струму відображає незбереження парності в С. ст, виявлене на досвіді.

  По-друге, окрім членів  і, в струмі з'явилися ще інші члени: мюонний що переводить мюонне нейтрино n m в мюон [мюонне нейтрино було відкрите експериментально в 1962, і нейтрино, виступаюче в реакціях спільно з електроном (позитроном), стали називати електронним і позначати символом n e ], і дивний адронний струм, що приводить до розпаду дивних часток (До-мезонів і гіперонів). Що стосується нуклонного струму , те він тепер виступає ках один з проявів адронного струму, що не міняє дивацтво.

  Адронні струми (недивний і дивний) складніші, ніж лептонні, оскільки число відомих лептонів мале (е ± , n e ,, m ± , n m ), а число відомих адронів досягає декількох сотень. Можна, проте, передбачити, що всі відомі адрони побудовані з трьох типів більш елементарних часток, які отримали назву кварків : протонного кварка р, нейтронного кварка n, дивного кварка l і їх античасток — антикварків. Нуклони складаються з трьох кварків: р = ppn, n = nnp; l-гіперон, наприклад, містить в своєму складі поряд з р- і n -kваркамі ще і дивний кварк: L = pn l ; мезони полягають антикварка:,,,,, . Гіпотеза кварків прекрасно пояснює широкий круг явищ, що відносяться до властивостей сильних і електромагнітних взаємодій адронів і їх класифікації. Згідно з цією гіпотезою, b-розпад нейтрона відбувається за рахунок того, що в нейтроні один нейтронний кварк перетворюється на протонний кварк, випускаючи пару е - . Аналогічно, розпад L ® р + е - + відбувається за рахунок перетворення l-кварка в р -кварк: l ® р + е - +, при цьому слабкий адронний струм можна записати у вигляді:

,     (3)

де  — оператор народження р -кварка (знищення -кварка), n — оператор знищення n -кварка (народження - кварка), l оператор знищення l-кварка (народження -кварка), J т.з. кут Кабіббо, який, як показав досвід, рівний приблизно 15°. Те, що sinj < cosj, відображає той факт, що розпади із зміною дивацтву часток пригнічені (йдуть з меншою вірогідністю) в порівнянні з розпадами, в яких дивацтво зберігається. Наприклад, розпад L ® р + е - +  пригнічений в порівнянні з розпадом нейтрона n ® p + е - + . Це твердження не слід розуміти, проте, дуже буквально, т. до. вероятность розпаду визначається не лише силоміць взаємодії відповідних струмів, але і велічиной енергії, що виділяється в розпаді, а саме пропорційна п'ятій мірі цієї енергії. А енерговиділення в розпаді нейтрона на два порядки менше, ніж в розпаді l-гіперона. Т. о., крихта sinj означає лише, що l-гіперон хоча і розпадається на 10 порядків швидше за нейтрон, проте приблизно в 20 разів повільніше, ніж розпадався б нейтрон, якби він мав масу l-гіперона.l

  Якщо позначити через j w сумарний слабкий струм:

,     (4)

те енергія (точніше — лагранжіан L ) С. ст набуває вигляд:

;     (5)

тут G — константа С. ст, індекс + означає зв'язаний струм:

.     (6)

  Кожен з доданків в струмах j w і   є сумою вектора і аксіального вектора, наприклад . Таке вираження для С. ст описує всі відомі слабкі процеси, окрім т.з. нейтральних струмів (див. нижчий). Ці процеси можна класифікувати по тому, твір яких доданків в струмах j w і    за них відповідально. У клітках таблиці перенумеровані відповідні процеси.

Таблиця слабких процесів

1

2

3

4

2

5

6

7

3

6

8

9

4

7

9

10

Клітки таблиці, симетричні відносно діагоналі, містять прямі і відповідні зворотні процеси.

  1. Твір струмів  описує пружне розсіяння n e + e ® n e + е; на досвіді це розсіяння доки не виявлене, але точність експериментів дещо гірше необхідною для виміру теорією величини, що передбачається.

  2 . Твір струмів  відповідальний за розпади m + ® e + + n e +  і m - ® e - +  +, які добре вивчені і прекрасно описуються теорією.

  3 . Твір струмів  відповідальний за b-розпаді ядер і розпади типа p + ® e + + n e і . Вірогідність останнього розпаду на основі аналогії між слабким векторним струмом і електромагнітним струмом (на основі гіпотези векторного струму, що зберігається) була передбачена Я. Б. Зельдовічем і С. С. Герштейном ще в 1955; подальші експерименти підтвердили це передбачення. Ця ж взаємодія приводить до реакції нейтрино  + р ® е + + n, виявленою в 1956 Ф. Райнесом і К. Коуеном (США) в пучку антинейтрино від ядерного реактора.

  4 . Твір струмів  відповідальний за b-розпаді дивних часток, в яких міняється дивацтво, наприклад L ® р + е - +, å - ® n + e - +, К + ® е + + n e , К + ® е + + n e + p 0 і т. д. У цих розпадах мають місце наступні правила відбору, витікаючі з вигляду слабкого струму і підтверджені на досвіді: 1)DS = ± 1, де DS — зміна дивацтву адронів, що беруть участь в розпаді (DS = S 1 — S 2 , S 1 дивацтво адрону, що розпадається, S 2 —  дивацтво адронів, що з'явилися в результаті розпаду); 2) DS = DQ, де DQ — зміна електричного заряду адронів; 3) D T = 1 / 2 , де D T ізотопічний спин дивного адронного струму.

  5. Твір струмів  приводить до процесу n m ® m + + m - + n m , який повинен відбуватися при взаємодії нейтрино високої енергії з кулонівським полем ядра. Теоретично передбачена величина перетину процесу менше межі, досягнутої при експериментальних пошуках цього процесу.

  6 . Твір струмів  відповідальний за процеси захвату мюонів атомними ядрами, в основі яких лежить реакція m - + р ® n + n m . Цей захват детально вивчений для великого числа різних ядер. Крім того, цей же твір відповідальний за основний канал розпаду заряджених p-мезонів: p + ® m + + n m , p - ® m - +, а також за основну частину реакцій нейтрино при високих енергіях, які спостерігаються в пучках нейтрино, утворених при розпадах p, - і до-мезонів, що народжуються при бомбардуванні ядер енергійними протонами від прискорювачів. Такі пучки нейтрино є у ряді лабораторій. При зіткненні енергійного нейтрино з нуклоном можуть проїсходічь як квазіпружні процеси: n m + n ® m - + р або  + р ® m + + n, так і непружні: n m () + нуклон ® m - (m + ) + нуклон + мезони. У звичайних пучках нейтрино високих енергій доля електронних нейтрино мала, т. до. p-мезоны в основному розпадаються з випусканням m і n m .

  7. Твір струмів  приводить до мюонних розпадів дивних часток із зміною дивацтву:

L ® р + m - +, å - ® n + m - + ,

К + ® m + + n m , К + ® m + + n m + p 0

і т. д., що підкоряються тим же правилам відбору, що і відповідні електронні розпади (див. пункт 4). Крім того, воно відповідальне за реакції нейтрино, в яких народжуються одиночні дивні частки.

  8 . Твір струмів  приводить до слабких ядерних сил, що не зберігають, на відміну від звичайних ядерних сил, просторову парність ( Р ) . Такі районечетниє сили, передбачені теорією, були виявлені на досвіді Ю. Р. Абовим, П. А. Крупчицким, Ст М. Лобашевим, В. А. Назаренко і ін. (СРСР).

  9 . Твір  відповідальний за багаточастинкові нелептонні розпади дивних часток: L ® р + p 0 , å + ® n + p + ,  ® L + p - , W - ® L + К - , W - ®  + p 0 , К° ® p + + p - , K + ® p + + p + + p - . У всіх цих розпадах D S = ± 1 і, крім того, DТ = 1 / 2 .

  10 . Твір  дає вклад в районечетниє ядерні сили (див. пункт 8) .

  Розглянуте вище вираження, що описує С. ст, не пояснює два явища: 1) порушення СР-інваріантності, виявлене в 1964 в експерименті Дж. Крістенсена, Дж. Кроніна, В. Фітча і Р. Терлі (США); 2) нейтральні струми нейтрино, виявлені в 1973 в ЦЕРНе ( Європейському центрі ядерних досліджень ) .

  Експериментальне дослідження СР-нєїнваріантних ефектів в розпадах нейтральних до-мезонів на два p-мезоні, на pen e і на pmn m  привело до виводу, що СР-нєїнваріантноє взаємодія є або міліслабкою (тобто в 1000 разів слабкіше звичайного С. ст), або надслабкою (у мільярд разів слабкіше звичайного С. ст). Для з'ясування природи СР-нєїнваріантного взаємодії було б украй важливим знайти який-небудь СР-нєїнваріантний процес не в розпадах нейтральних до-мезонів, а в розпадах або взаємодіях ін. часток. Зокрема, великий інтерес представляють пошуки дипольного моменту нейтрона.

  Нейтральні струми нейтрино виявлені при взаємодії мюонних нейтрино і антинейтрино з нуклонами: n m + n (р) ® n m + адрони  + n (р) ®  + адрони. Перетини цих реакцій складають відповідно приблизно 0,2 і 0,4 від перетинів аналогічних реакцій, що протікають під дією зарядженого струму. Відкриття нейтральних струмів означає, що теорія С. ст, створена в 1957, має бути істотно модифікована. Насправді така модифікована теоретична модель С. ст, що містить нейтральні струми, була запропонована ще в 1967 С. Вайнбергом (США) і А. Саламом (Пакистан), і вона в значній мірі стимулювала пошуки нейтральних струмів. У основі цієї моделі і її різних пізніших варіацій лежить гіпотеза про те, що С. ст є не контактна взаємодія струмів, а здійснюється шляхом обміну проміжними векторними бозонами ( W ) — важкими частками із спином 1. Гіпотеза про те, що переносниками С. ст є векторні бозони, робить повнішою аналогію з електромагнітною взаємодією, з якої виходив Фермі. Щоб переконатися в цьому, досить порівняти мал. 2 , 3 і 7 . Дійсно, роль проміжного фотона на мал. 2 грає проміжний бозон W на мал. 7 . З