Schwache Hyperladung
Die schwache Hyperladung  (W für engl. weak, schwach) ist in der Teilchenphysik eine Quantenzahl von Elementarteilchen im Zusammenhang mit der elektroschwachen Wechselwirkung. Im Gegensatz zur elektrischen Ladung tritt die schwache Hyperladung eines Teilchens im Alltag nicht in Erscheinung. 

Die spontane Symmetriebrechung der elektroschwachen Symmetriegruppe durch den Higgs-Mechanismus setzt die schwache Hyperladung in Beziehung mit der dritten Komponente des schwachen Isospins und der elektrischen Ladung. Aufgrund dieser Symmetriebrechung ist die schwache Hyperladung, so wie der schwache Isospin, keine Erhaltungsgröße (vgl. Fabri-Picasso-Theorem).

Hintergrund 
Die schwache Hyperladung ist die Ladung der im Standardmodell auftretenden -Symmetriegruppe, der Kreisgruppe. Die Existenz dieser Symmetriegruppe bedeutet, dass sich die Bewegungsgleichungen für die Wellenfunktion  der Materieteilchen (Fermionen) nicht ändern dürfen unter der Transformation

mit
 der Eulerschen Zahl 
 der imaginären Einheit 
 einer beliebigen Funktion .

Mit einer solchen Symmetrie ist stets die Existenz bosonischer Eichfelder verbunden. Das zur schwachen Hyperladung gehörige bosonische Eichfeld ist das physikalisch nicht beobachtbare B0-Boson. Durch den Higgs-Mechanismus wird die -Symmetrie des Standardmodells gebrochen, und das -Boson mischt mit einem der Eichbosonen der -Symmetrie zu den beobachtbaren massiven Z-Bosonen  und masselosen Photonen ; die anderen beiden Eichbosonen der  sind durch diese Mischung nicht betroffen.

Werte 
Die Zuordnung der schwachen Hyperladungen zu den einzelnen Teilchen im Standardmodell ergibt sich aus der Forderung nach Anomaliefreiheit des Standardmodells, sodass die schwachen Hyperladungen bis auf eine generelle Normierungskonstante eindeutig festgelegt sind. 

Die schwache Hyperladung ist
 für linkshändige Leptonen: 
 für linkshändige Quarks: 
 für rechtshändige geladene Leptonen: 
 für rechtshändige Quarks des up-Typs: 
 für rechtshändige Quarks des down-Typs: .
Rechtshändige ungeladene Leptonen (d. h. rechtshändige Neutrinos) existieren nach dem Standardmodell nicht; in einigen weiterführenden Theorien sind sie Majorana-Fermionen und tragen als ihre eigenen Antiteilchen .

Zusammenhang mit der elektrischen Ladung 
Die elektrische Ladung ist mittels der schwachen Hyperladung und der dritten Komponente des schwachen Isospins definiert durch die Beziehung:

Dieser Zusammenhang ergibt sich durch die Brechung der elektroschwachen Symmetriegruppe, nach der diese Kombination von Ladungen das Quantenvakuum weiterhin annihiliert.

Eine andere Normierung der schwachen Hyperladung wählt diese so, dass  gilt (und die obigen Werte für die Hyperladung halbiert werden müssen).

Zusammenfassend ist also: 

Die down-artigen Quarks  in dieser Tabelle sind in den Eigenzuständen der schwachen Wechselwirkung. Diese sind nicht die durch Detektoren messbaren Masseneigenzustände , sondern eine Linearkombination davon. Den Übergang zwischen der Masseneigenbasis und der Eigenbasis der schwachen Wechselwirkung liefert die CKM-Matrix.

Siehe auch 
 B − L, Differenz aus Baryonen- und Leptonenzahl, zusätzliche -Symmetriegruppe einer großen vereinheitlichten Theorie
 starke Hyperladung
 Schwache Ladung

Quellen und Fußnoten 

Teilchenphysik
Quantenfeldtheorie