Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Окунь Л.Б. -> "Лептоны и кварки " -> 29

Лептоны и кварки - Окунь Л.Б.

Окунь Л.Б. Лептоны и кварки — М.: Наука, 1990. — 346 c.
ISBN 5-02-014027-9
Скачать (прямая ссылка): letoniikvarki1990.djvu
Предыдущая << 1 .. 23 24 25 26 27 28 < 29 > 30 31 32 33 34 35 .. 125 >> Следующая

84 10. НЕЛЕПТОННЫЕ РАСПАДЫ/С-МЕЗОНОВ
т. е. полные ширины Зя-распадов К+- и /("-мезонов должны быть одинаковы.
Окончательно имеем
Г(/С+ -<¦ я+я+я~) :Г(/(2 -"¦ я"я°я0):Г(/(2 -* я+я~я°):
:Г(К+ ->-я0я0я+) =4:3:2:1.
Прежде чем сравнивать эти соотношения с опытом, необходимо учесть
различия в фазовых объемах, связанных с разностями масс К+- и /("-мезонов
и я+- и я°-мезонов. Отношения фазовых объемов равны
1:1,44:1,28:1,15.
С учетом фазовых объемов соотношения 4:1 и 3:2 выполняются прмерно с 5 %-
ной точностью. Более чувствительно к переходам с АТ = 3/2 соотношение
Г(/(2 -*-я+я_я°):Г(/(+ -"¦ л+л+л~) • 1,28 = 0,64.
На опыте левая часть составляет примерно 0,53.
V
11. НЕЙТРАЛЬНЫЕ /С-МЕЗОНЫ В ВАКУУМЕ И В СРЕДЕ
Нейтральные /(-мезоны представляют собой уникальную физическую систему,
как бы специально созданную природой для того, чтобы наиболее ярко
продемонстрировать ряд замечательных явлений.
Два вырожденных уровня К(r) и К° перемешиваются слабым взаимодействием, не
сохраняющим странность. В результате этого перемешивания возникают два
уровня К1 и /((r) с близкими массами (Дт" 0,5-1010 с-1) и сильно
различающимися временами жизни (tj " 10~10 с, т2" 5 • 10-8 с). В распадах
этих уровней имеет место максимальное нарушение Р- и С-четности.
Взаимодействия и распады нейтральных /С-мезонов характеризуются яркими
квантовомеханическими интерференционными эффектами. Если бы /С-мезонов не
было, их надо было бы специально выдумать, чтобы объяснять студентам
основные принципы квантовой механики. В частности, /С-мезоны позволяют
реализовать в лаборатории на больших расстояниях многие мысленные опыты,
типа опыта Эйнштейна, Подольского и Розена с редукцией пакетов. И,
наконец, последнее по порядку, но не по значимости,- это нарушение СР-
инвариантности в распадах /("-мезонов. Мы отложим рассмотрение этого
последнего явления до следующей главы. Здесь же обсудим вопросы о
разности масс /С"- и /(J-мезонов и об интерференционных явлениях в
распадах этих частиц.
Переходы и разность масс К\ -К\
У большинства элементарных частиц имеются античастицы, которые обладают
теми же значениями массы, времени жизни, спина, но заряды которых
(электрический, барионный, лептонный) противоположны зарядам
соответствующих частиц. Примерами таких пар являются электрон-позитрон,
протон-антипротон, нейтрон - антинейтрон. Существенно меньший класс
образуют истинно нейтральные частицы, которые тождественны своим
античастицам (фотон, я(r), т|°, о(r) и т. д.). Нейтральные /(-мезоны
находятся на стыке этих двух классов. С одной стороны, /С(r) и К°
86
II. НЕЙТРАЛЬНЫЕ УС-ME ЗОНЫ В ВАКУУМЕ И В СРЕДЕ
отличны друг от друга: странность первого положительна, а второго
отрицательна, так что, например, в сильных взаимодействиях с ядрами они
отличаются друг от друга не меньше, чем нейтрон п от антинейтрона п. С
другой стороны, поскольку в слабых взаимодействиях странность не
сохраняется, К0 и К0 могут переходить друг в друга за счет слабых
взаимодействий в то время, как* скажем, переход п п запрещен сохранением
барионного заряда *).
Перемешивание в вакууме двух вырожденных уровней должно приводить к их
расщеплению. Если бы имела место строгая CP-инвариантность, то уровни,
обладающие определенными значениями СР-четности,
*0 = *^ H>"=K°-*°
У~2 У 2 '
имели бы определенные массы и времена жизни. Поскольку нарушение CP-
инвариантности вносит в эти параметры очень маленькие поправки, мы
пренебрежем ими. Различие во временах жизни /С? и /С(r) обусловлено тем,
что первый распадается на два пиона, в то время как второй может
распадаться лишь на три пиона (см. гл. 10).
Рассмотрим диаграммы рис. 11.1 и 11.2. Мнимые части этих диаграмм
пропорциональны Г(/Сг-"-2л) и Г (К2 Зя). Их реальные части дают вклад
соответственно в массы Кг~ и /С2-мезонов.
it ' '
Рис. 11.1 Рис. JJ.2
Если предположить, что реальные части по порядку величины сравнимы с
мнимыми, то мы получим, что | Д/Пх21 = | /п2-т11 ~ ~ ~ G*/n?. Важно
подчеркнуть, что разность масс Д/п^ была
бы отлична от нуля и в том случае, если бы, скажем пионы были в два раза
тяжелей и распады Ki-* 2я и К2 Зя были кинематически запрещены.
*) Сохранение барионного заряда выполняется иа опыте с высокой степенью
точности. Согласно моделям великого объединения (см. гл. 25) при
увеличении точности экспериментов должны быть обнаружены процессы,
нарушающие сохранение барионного заряда, и, в частности, некоторые модели
предсказывают переходы "няв вакууме. Ожидаемый период таких вакуумных
осцилляций, согласно оценкам, измеряется годами. Напомним, что для
переходов период составляет порядка 10-10 с.
МЕХАНИЗМ ГЛЕШОУ - ИЛИОПУЛОСА - МАЙАНИ
87
Поучительно посмотреть на массы К\- и /(""-мезонов как на средние
значения гамильтониана по состояниям К1 и К1'.
щ=<К1\н\к,>=(Щ\н\!Щ)=
= 1 [<к I Я I к> + <К | Я I к> + <К I Я I ъ + </( IЯI /(>],
т.з = </С2|Я|/С2>Ц^|Я|^) =
_=1[</с.|я|/с>+<я|я|Ъ-</с|Я|Ъ-</:|я|/с>].
Мы видим, что
m1-mi = <K\H\K> + <K\H\K>,
Предыдущая << 1 .. 23 24 25 26 27 28 < 29 > 30 31 32 33 34 35 .. 125 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed