Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Окунь Л.Б. -> "Лептоны и кварки " -> 5

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 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 125 >> Следующая

уничтожение не только частиц, но и античастиц. В результате, например,
одно и то же взаимодействие (р/Уц) (ud) приводит к захвату мюона ц~р -*¦
nv, распаду л-мезона я+->-p+v, нейтринным реакциям типа + нук-
лон -"¦ р- -f адроны, и так далее.
Во всех перечисленных выше взаимодействиях промежуточные бозоны участвуют
не в виде реальных частиц, а в виде виртуальных частиц. В 1983 г. на
протон-антипротонном коллайдере ЦЕРН впервые удалось наблюдать рождение и
распад реальных W~ и Z-бозонов. Рождались эти бозоны в столкновениях
кварка и антикварка, входящих соответственно в состав протона и
антипротона:
u+d-*W+, d-\-u->-W~,
" + "-*• Z°, d + d-^Z\
В детекторах были зарегистрированы распады бозонов:.
W+ -+ e+v, W+ -> p+v,
W~ -> e~v, W~ -*¦ p"v,
Z° ->e+e~, Z° -*• p+p-.
О плане книги
В этой книге мы подробно рассмотрим структуру слабых токов, заряженных и
нейтральных, и свойства промежуточных бозонов. Первая часть книги
посвящена преимущественно феноменологическому анализу различных слабых
процессов при низких энергиях, ниже порога рождения W- и Z-бозонов. Во
второй части книги мы в основном рассматриваем физику слабого
взаимодействия при высоких энергиях, выше порога рождения W- и Z-бозонов.
В этой части книги стержневой является теория единого электрослабого
взаимодействия, основанная на спонтанно нарушенной калибровочной
симметрии SU (2)
14
1. ВВЕДЕНИЕ
При низких энергиях то обстоятельство, что взаимодействие между токами
осуществляется за счет обмена промежуточными бозонами, оказывается
несущественным. В этих условиях можно говорить об эффективном локальном
взаимодействии токов. Так, например, диаграмма, описывающая распад мюона,
сводится к диаграмме, изображающей взаимодействие четырех фермионов
(рис. 1.8). Такое локальное (происходящее в одной мировой точке)
четырехфермионное взаимодействие характеризуется константой Ферми
6"10~ъШр2 *). Эта же константа (с некоторыми, впрочем, весьма
существенными оговорками) характеризует и остальные 155 четырехфермионных
взаимодействий.
Таким образом, содержание первой части книги составляют различные
приложения теории четырехфермионного слабого взаимодействия. Вторую часть
мы начнем с выяснения того, чем плоха четырехфермионная теория и чем
хороша калибровочная теория единого электрослабого взаимодействия. А
затем рассмотрим следствия этой последней.
Конечно, с чисто теоретической точки зрения было бы более логично избрать
другой, дедуктивный способ изложения, а именно начать книгу с SU (2)xU
(1)-симметрии и ее спонтанного нарушения, выписать лагранжиан
электрослабого взаимодействия, обсудить свойства промежуточных бозонов и
только после этого перейти к описанию следствий теории для
низкоэнергетических процессов. Однако серьезным возражением против такого
дедуктивного плана является то, что та часть электрослабой теории,
которая связана с конкретным механизмом спонтанного нарушения
Sc/(2)x?/(l)-симметрии, до сих пор не подтверждена экспериментально.
Скалярные бозоны, играющие фундаментальную роль в этом механизме, до сих
пор не открыты.
Мне представляется правильным положить в основу изложения те явления,
которые досконально изучены как теоретически, так и экспериментально.
При существующем плане книги читатель постепенно привыкнет ко многим
элементам теории, таким, например, как состояния частиц с определенной
спиральностью. Он поймет, из каких опы-
Рис. 1.8
*) Здесь и в дальнейшем мы пользуемся системой единиц, в которой л, с=1.
2. СТРУКТУРА СЛАБЫХ ТОКОВ
15
тов извлечены основные параметры теории. Он осознает внутреннюю
противоречивость четырехфермионной теории и необходимость векторного и
скалярного промежуточных бозонов.
Конечно, после того как скалярные бозоны будут найдены на опыте, эта
книга будет выглядеть архаично, но она выполнит полностью свое
назначение, если поможет хотя бы немного приблизить это время.
2. СТРУКТУРА СЛАБЫХ ТОКОВ
Во Введении была дана качественная картина слабого взаимодействия "с
птичьего полета". Сейчас мы перейдем к количественному описанию свойств
слабых токов. Как уже говорилось, слабые процессы при низких энергиях
прекрасно описываются эффективным четырехфермионным лагранжианом,
содержащим два слагаемых:
(х) = J?cb (х) -\-J?n(x).
Здесь ^сЬ -лагранжиан взаимодействия заряженных токов, a J?n -
нейтральных:
^W=Y3-/+eM/.W.
J?4x) = -pL-r(x)i°a(x),
ja (х)-заряженный ток (он уменьшает заряд частиц на единицу), j+a(x)-
эрмитово-сопряженный ток (он увеличивает заряд частиц на единицу), /°"-
нейтральный ток (он диагоналей, т. е. переводит частицы в самое себя).
Как уже говорилось, константа Ферми <7 = 10~ьШр2; множитель \jV2
выделяют, следуя традиции. Согласно стандартной теории электрослабого
взаимодействия р = 1 ¦(см. гл. 22). Экспериментальные данные согласуются
с этой величиной в пределах экспериментальных погрешностей порядка
Процента.
Токи в лагранжианах J?ch и взаимодействуют локально: это значит, что
взаимодействие происходит тогда, когда операторы обоих токов действуют в
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 125 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed