Принципы симметрии в физике элементарных частиц - Гибсон У.
Скачать (прямая ссылка):
шение четности в лептонных распа- \ /
дах рассмотрим в § 5.6. ^ \ /
Реакции со странными частицами \/"
определяются частью гамильтониана / \
сильных взаимодействий, отличной от / \
той его части, которая отвечает за / \
взаимодействия нестранных частиц,
например я-мезонов и нуклонов. Воз- N v N
никает вопрос, сохраняет ли это новое взаимодействие четность. Косвен- Ри„с- 5-3- ВклаД в0 взаимо-
______ „ действие нуклона с нуклоном
ные указания на то, что это именно в результате обмена двумя
так, следуют из ядерной физики низ- /(-мезонами
ких энергий. Можно ожидать, что
странные частицы вносят свой вклад во взаимодействие между нуклонами в результате процесса Юкавы второго порядка из-за обмена двумя /С-мезонами (рис. 5.3).
Таким образом, любое несохранение четности при взаимодействии странных частиц проявляется в нуклон-нуклонном взаимодействии. Высокая степень сохранения четности в ядерной физике низких энергий, как уже отмечалось, показывает, что любая величина, не сохраняющая четность в сильном взаимодействии странных частиц, мала. Таким образом, поиходим к предположению о том, что четность в этих процессах сохраняется. Определение четности странных частиц описано в работе [55].
Четность одной странной частицы зависит от определения, так что положим по определению
Цл = + 1 • (5.72)
Остальные четности г| ±,г| ±, ... определяются из эксперимента.
К 2
Из экспериментов по рождению и распаду гиперядер найдено [28], что
т)лс = — 1 ¦ (5-73)
139
5.5.5. Эксперименты на поляризованной мишени по определению четности странных частиц. Относительные четности KNЛ и /GV2 можно определить, изучая реакции с поляризованной протонной мишенью
п + р К + Y; К + р я + Y
(Y означает Л или 2). Это определение покоится на соотношении между: асимметрией «лево — право» для углового распределения в реакции с поляризованной мишенью и поляризацией частицы 1/2, рождающейся в той же реакции на неполяризован-ной мишени. Выведем это соотношение.
Предположим, что я и К имеют спин 0, а Л и 2— спин 1/2. Рассмотрим поляризацию, которая возникает в реакции на непо-ляризованной мишени. Из общих соображений можно показать, что ненулевая продольная поляризация запрещена. Отличное от нуля среднее значение (о где р/ — конечный
импульс в с. ц. м., соответствует ненулевому ожиданию псевдоскалярной величины, запрещенной в силу инвариантности относительно пространственной инверсии. С другой стороны, чистая поляризация, перпендикулярная плоскости реакции, соответствует услоьию
(o-lpiXp/D^O,
где рг — начальный импульс в с. ц. м. Отсюда не следует, однако, что эта величина является истинным скаляром. Для определенности рассмотрим реакцию Действуя
формально, можно считать неполяризованную протонную мишень смесью, в которой в одинаковых количествах представлены состояния с положительной и отрицательной спирально-стью. Если амплитуду реакции обозначить, как и в п. 5.4.2, fni (W, 0, ф), то в случае, когда начальный спин направлен вниз, конечное спиновое состояние 2 при той же энергии и том же угле, что и выше, имеет простой вид:
x^WOP.e, ф)={М. ; (5.74)
\1-+/
Конечное состояние поляризации определено средним значением спинового оператора Паули [см. формулу (Б.15) приложения Б]: Р+ = (%, ох)/(х, X)- Отсюда с помощью выражения (5.74) получаем
(X, од) = (/++/-+) g j J = /++/_+ + /-+/++•
Следовательно,
/V+ = 2Re (/++ /!+)/(I /++12 + I /_+12).
Аналогично находим
Py+ = - 2 lm (/++?+)/( I /++12 +17-+12); /V+ = (I /++12 — I f-+12)/( | /++12 +1 /-+12).
140
Для доли протонов с отрицательной спиральностью конечное спиновое состояние 2-
Поляризация, обозначаемая в данном случае Р_, имеет компоненты:
/V- = 2Re (/;-/_-)/(| /+_ |2 + | /_ I2);
/v_ = 2Im (/;_/—)/(| /+_ |2 + | /_ |2);
Рг~=(I /+-12 -1 /_ т I /+_ i2+1 /_ I2).
Так как мишень представляет собой некогерентную смесь
спинов, направленных вверх, и спинов, направленных вниз, то наблюдаемый результат получается равным полусумме Р+ и Р_. Воспользуемся сохранением четности в реакции
/+_ (W, 0, ф) = - 71р ехр (- icp) /_+ (W, 0, ф); (5.75а)
/— 0, ф) = лР ехр (— 1ф) /++ (W, 0, ф). (5.756)
