Лептоны и кварки - Окунь Л.Б.
ISBN 5-02-014027-9
Скачать (прямая ссылка):
опустилась более чем на четыре порядка. Обычно dn записывают в ввде
произведения элементарного электрического заряда е на плечо I:
, dn - el.
В настоящее время установлено, что / <J6-10-26 см. Это примерно на Ю
порядков меньше, чем аналогичное "плечо" в магнитном моменте нейтрона.
Почему d"=7^=0 означало бы нарушение не только Р-, но и Т-инвариантности?
Чтобы ответить на этот вопрос, вспомним, как ведут себя различные
физические величины при зеркальном отражении Р, и обращении времени Т:
Координаты : Время Импульс Энергия
Угловой момент Векторный потенциал Скалярный потенциал Электрическое поле
Магнитное поле
(Определяя эти знаки, удобно пользоваться соотношениями p = mdr/dt,
J=rxp, Ф" H=VxA.)
Как магнитный ц, так и электрический й дипольные моменты частиц должны
быть направлены по спину частиц, поскольку спин является единственной
ориентируемой величиной, характеризующей частицу. Следовательно, ц ~ У и
d ~ J. Мы видим теперь, что взаимодействие магнитного диполя с магнитным
полем JH Р- и Т-инвариантно, а взаимодействие электрического диполя с
электрическим полем JE Р- и Т-неинварйантно.
р т
г->¦-г Г -<- г
t^t t-^-t
р^-р р^-р
Е^Е Е-+Е
У^У У --У
А ->¦-А А --А
Ф -Ф Ф-^Ф
Е^ - Е Е^Е
Н^Н
106
12. НАРУШЕНИЕ СР-ИНВАРИАНТНОСТИ
Какова ожидаемая величина d"? Еели единственным источником нарушения СЯ-
инвариантности является сверхслабое взаимодействие i Im G2(sd)(sd), где
Im Ga ~ 10-e G, то dn неизмеримо мало: I < 10-38 см. Такая оценка
основана на том, что наряду со сверхслабым взаимодействием в dn должен в
этом случае дать вклад и второй порядок слабого взаимодействия, чтобы
обеспечить AS = 0 (и несохранение /'-четности), так что / ~ Im GaG8ms,
где rrt-масса порядка 1 ГэВ.
Кажется, однако, крайне маловероятным, чтобы сверхслабое взаимодействие,
если оно существует, имело бы только одну компоненту с |AS| = 2. До сих
пор наблюдалась закономерность: чем слабее взаимодействие, тем больше
различных запретов оно нарушает. Так что вполне естественно ожидать, что
сверхслабое взаимодействие, наряду с компонентой | Д5| =2, содержит также
Я-нечетную и СР-нечетную компоненту с AS = 0. В этом случае / ~ Im G2m ~
10-28 см. Если СР-инвариантность нарушается за счет комплексных
коэффициентов в матрице девяти заряженных токов (см. гл. 15), то /=€ 10-
32 см. Наибольшее ожидаемое значение <2", близкое к существующему
экспериментальному пределу, дают модели, в которых СЯ-инвариантность
нарушается во взаимодействии нескольких хиггсовых бозонов.
Мысленные опыты
До открытия распада К1 -> я+л~ среди физиков была очень сильна вера в
абсолютный характер СР-инвариантности. Поэтому первое время многие
удивлялись тому, что СР-инвариантность нарушается. Теперь в основном
удивляются тому, почему СР-инвариантность нарушается столь слабо. Тем не
менее не следует недооценивать принципиальной стороны открытия СЯ-
неинвари-антяости: мы узнали, что имеются абсолютные отличия частицы от
античастицы, что имеются абсолютные отличия левого от правого, что в
микромире есть своя стрела времени.
Еще до открытия СР- ней нвар и а нтности по научно-популярной литературе
ходила история о том, что к Земле движется корабль пришельцев, с которым
установлена связь. На Земле пытаются выяснить, построены пришельцы из
вещества или из антивещества. Оказывается, что в СЯ-инвариантном мире
этого сделать нельзя. Невозможно, передавая только информацию, а не
какие-либо земные образцы, объяснить пришельцам, что мы называем
позитроном, а что электроном, что левым, а что правым.
Этот прием с кораблем не нов. Еще Галилей пояснял принцип
относительности, описывая плавно идущий вдоль берега корабль. Никакими
механическими экспериментами внутри корабля невозможно установить,
покоится он или движется. Корабль XVII века демонстрировал инвариантность
законов природы относительно галилеевых преобразований, корабль XX века-
относительно СР-
МЫСЛЕННЫЕ ОПЫТЫ
107
преобразования. Конечно, чтобы узнать, движется ли первый корабль,
достаточно посмотреть на берег, а чтобы сообщить на второй, что мы
называем левым, достаточно послать на него левополяризованный свет. После
этого, используя, например, то, что электроны в (J-распаде
левополяризованы, а позитроны правополяризованы, нетрудно договориться,
сделан ли корабль из вещества или из антивещества. Но ведь
левополяризованный свет и есть тот самый земной образец, о котором шла
речь выше. Правилами игры смотреть на берег и посылать образцы запрещено.
Поскольку в действительности природа СР- иен и вар и антна, то посылать
образцы не надо. Можно воспользоваться, например, тем, что Ki-мезоны одни
и те же независимо от того, получены ли они в лаборатории на ускорителе
или, так сказать, в антилаборатории на антиускорителе. /С^-мезоны чаще
распадаются на позитроны, чем на электроны. Вот и абсолютное отличие
частицы от античастицы. Теперь уже ничего не стбит, воспользовавшись
продольной поляризацией, абсолютно установить, что такое левое, а что
