Có hai kiểu tương tác yếu (hay các vertex). Kiểu thứ nhất là "tương tác dòng điện tích" bởi vì nó được truyền bởi các hạt mang điện tích (các boson W+ hay W⁻), và chịu trách nhiệm cho phân rã beta. Kiểu thứ hai là "tương tác dòng trung hòa" bởi vì nó được truyền bởi một hạt trung hòa điện tích, boson Z.

Tương tác dòng điện tích

Biểu đồ Feynman đối với phân rã beta trừ của một neutron thành một proton, electron và phản neutrino electron, thông qua một boson nặng trung gian là hạt W⁻.

Trong kiểu tương tác dòng điện tích, một lepton điện tích (như electron hoặc muon, có điện tích bằng −1) hấp thụ một boson W+ (hạt có điện tích +1) và do đó chuyển đổi thành một neutrino tương ứng (với điện tích bằng 0), trong khi loai (hay "họ") của neutrino (electron, muon hay tau) là như nhau đối với họ của lepton trong tương tác, ví dụ:

μ − + W + → ν μ {\displaystyle \mu ^{-}+W^{+}\to \nu _{\mu }}

Tương tự, một loại quark xuống (d với điện tích −1⁄3) có thể biến đổi thành một loại quark lên (u, với điện tích +2⁄3), khi phát ra một boson W⁻ hay hấp thụ một boson W+. Chính xác hơn, loại quark xuống trở thành trạng thái chống chập lượng tử của loại quark lên: tức là, nó có khả năng trở thành một trong ba loại quark lên, với xác suất xảy ra được tính theo bảng ma trận CKM. Ngược lại, một loại quark lên có thể phát ra boson W+ – hoặc hấp thụ boson W⁻ – và biến đổi thành một loại quark xuống:

d → u + W − {\displaystyle d\to u+W^{-}} d + W + → u {\displaystyle d+W^{+}\to u} c → s + W + {\displaystyle c\to s+W^{+}} c + W − → s {\displaystyle c+W^{-}\to s}

Boson W không bền và nhanh chóng phân rã, với thời gian sống rất ngắn. Ví dụ:

W − → e − + ν ¯ e   {\displaystyle W^{-}\to e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}~} W + → e + + ν e   {\displaystyle W^{+}\to e^{+}+\nu _{e}~}

Sự phân rã của boson W thành các sản phẩm khác cũng có thể xảy ra, với xác suất thay đổi đối với từng loại sản phẩm.[16]

Trong phân rã beta của neutron (xem hình minh họa ở trên), một quark xuống d bên trong neutron phát ra một boson ảo W⁻ và biến đổi thành một quark lên u, chuyển đổi neutron thành một proton. Bởi vì năng lượng tham gia trong quá trình (hay hiệu khối lượng giữa quark lên và quark xuống), boson W⁻ chỉ có thể biến đổi thành một electron và một phản neutrino-electron.[17] Ở cấp độ quark, có thể biểu diễn quá trình này như sau:

d → u + e − + ν ¯ e   {\displaystyle d\to u+e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}~}

Tương tác dòng trung hòa

Trong tương tác dòng trung hòa, một quark hay một lepton (ví dụ một electron hay muon) phát ra hay hấp thụ một boson Z trung hòa điện tích. Ví dụ:

e − → e − + Z 0 {\displaystyle e^{-}\to e^{-}+Z^{0}}

Giống như boson W, boson Z cũng nhanh chóng phân rã,[16] chẳng hạn:

Z 0 → b + b ¯ {\displaystyle Z^{0}\to b+{\bar {b}}}