Prądy neutralne

Przez długi czas sądzono, że oddziaływania słabe, odpowiedzialne za promieniotwórczość i spalanie wodoru w Słońcu, są przenoszone przez ciężką cząstkę albo z dodatnim, albo z ujemnym ładunkiem. Te hipotetyczne cząstki nazwano W⁺ i W^-. W latach 1960-tych Glashow, Weinberg i Salam stworzyli teorię, która zunfikowała oddziaływania elektromagnetyczne i oddziaływania słabe w pojedyncze oddziaływanie elektrosłabe. Teoria ta była bardzo pociągająca i przewidywała, że wśród nośników oddziaływań słabych winna być także cząstka neutralna. Wynikało stąd, że winny istnieć słabe reakcje jądrowe, w których nie zmieniają się ładunki oddziałujących czastek. Problem polegał na tym, że takie reakcje bez wymiany ładunku, czyli jak mówiono reakcje z prądami neutralnymi, nie były nigdy obserwowane w słabych reakcjach jądrowych.

Tak wyglądała sytuacja do 1972 r., gdy Andre Lagarrigue przeprowadził eksperyment, w którym niewidzialne neutrino przechodziło przez gigantyczną komorę pęcherzykową Gargamelle w CERN-ie, wybijając elektron uśpiony w atomie. Czyżby był to w końcu przypadek z prądami neutralnymi, w którym padające neutrino i elektron oddziaływały poprzez wymianę neutralnego nośnika oddziaływań słabych?

Wydawało się, że żadne inne eksperymenty nie obserwowały podobnych przypadków, i panowało silne przekonanie, że obserwacja z Gargamelle nie jest rzeczywista. Jednak po szczegółowej analizie i kilku dodatkowych przypadkach tego samego typu ogłoszono w 1973 r. odkrycie prądów neutralnych.

Bezpośrednia obserwacja obu naładowanych W i ich neutralnego partnera Z musiała poczekać na uruchomienie w CERN-ie zderzacza antyprotonów i protonów i w 1983 r. dostarczyła ona ostatecznego potwierdzenia teorii Glashowa, Weinberga i Salama.