Лептоны и кварки - Окунь Л.Б.
ISBN 5-02-014027-9
Скачать (прямая ссылка):
хиггсовых дублетов коэффициенты перед слагаемыми в этой сумме уже не
равны единице. Некоторые из них могут быть очень велики, поскольку теперь
константа взаимодействия Я-бозона с данной частицей уже не фиксирована
значением массы этой частицы. В результате амплитуда М (Я -"¦ 2у) может
оказаться существенно усиленной по сравнению с тем, что получается в
стандартном варианте электрослабой модели с одним хиггсовым дублетом.
Используя выражение для М {Н~>- 2у), нетрудно получить:
Общие замечания о хиггсовых бозонах
Хиггсов механизм возникновения масс и компенсации расходимостей является
неотъемлемым элементом электрослабой модели. Поэтому экспериментальные
поиски хиггсовых бозонов очень интересны. Многим теоретикам хиггсов
механизм кажется искусственным, и они не верят, что он реализуется в
природе *). Конечно, в современном состоянии нам недостает ряда важных
элементов: мы не понимаем, в частности, что' фиксирует спектр масс
лептонов и кварков, а также значения углов Кабиббо и Вайнберга. Однако
идея о том, что существуют элементарные скалярные частицы, не кажется
искусственной после того, как мы согласились с существованием
элементарных частиц со спином
В развиваемых в последние годы суперсимметричных схемах все эти частицы
(как и частицы со спином 3/2) входят в один супермультиплет (см. гл. 26)
и их взаимодействия определяются одной безразмерной константой. С этой
точки зрения кажется естественным, что число хиггсовых частиц не
минимально, а их спектр масс весьма широк. Большое число хиггсовых
бозонов
*) Уже после того как эта глава была написана, стала активно обсуждаться
так называемая модель "техницвета". Согласно этой модели хиггсовы бозоны
являются очень тяжёлыми (тц~ 1 ТэВ) и составными частицами. Они построены
из так называемых "техникварков", взаимодействующих между собой
посредством обмена "техниглюонами". Радиус конфайнмента для
техницветового взаимодействия -порядка 1 ТэВ-1. Как уже было отмечено
выше в разделе о массе Я-бозонов, в случае хиггсовых бозонов с массами
порядка 1 ТэВ должно иметь место сильное взааимодействие между Я, W и Z
при этих энергиях.
1/2, 1 (и 2).
242
24. СВОЙСТВА ХИГГСОВЫХ BQ30H0B
содержит и так называемые модели великого синтеза, которые мы рассмотрим
в следующей главе. В заключение сделаем два замечания о заряженных Я-
бозонах. Во-первых, они должны хорошо рождаться на встречных электрон-
позитронных пучках. Высоко лад порогом
п а (е+е~ ->¦ у ->• Н+Н~)__1^
н о(е+е~ ->¦ у -"• (а+(а~) 4'
Во-вторых, могли бы иметь место полуслабые распады тяжелых кварков с
испусканием Я-бозонов. Если бы, например, Я--бозон был легче разности
масс Ь- и с-кварков, то эти распады доминировали бы:
Г (6 -*• Я~с) 6л2 1Пв
-2-------------=-^- " 5-" 10(r).
Г (Ь-*¦ cud) йрть
XI
25. ВЕЛИКИЙ СИНТЕЗ
Сочетания слов "великий синтез" или "великое объединение", несмотря на
свою пышность, представляют собой не выражение восторга, а физические
термины. Они относятся к теоретическим моделям, в которых объединяются
слабые, электромагнитные и сильные взаимодействия. Такое объединение
оказывается возможным, поскольку эффективные константы этих
взаимодействий, зависящие в силу поляризации вакуума от переданного
импульса, обнаруживают тенденцию к сближению по мере роста переданного
импульса. Согласно идее великого объединения на малых расстояниях все три
взаимодействия характеризуются одной константой связи. Модели великого
синтеза дают объяснение того, почему кварки имеют дробные заряды,
предсказывают значение sin2 0^, и, что особенно интересно, предсказывают
качественно новое явление: нестабильность протона. В основном мы будем
обсуждать модель, основанную на SU (б)-симметрии.
Три поколения фермионов
По-видимому, наиболее последовательно было бы поместить все лептоны и
кварки в один фундаментальный мультиплет некоторой группы, прокалибровать
соответствующую симметрию, а затем ее спонтанно нарушать. Однако на этом
пути мы сразу же сталкиваемся с такими необозримыми мультиплетами
промежуточных и хиггсовых бозонов, что опускаются руки. Первым шагом на
этом пути является объединение на основе SU ^-симметрии .
В SU (5)-модели все известные фермионы подразделяются на три поколения.
Схема строится сначала для первого поколения, а последующие включаются в
нее аналогичным образом. В каждом поколении 15 фермионных состояний.
Рассмотрим более подробно первое поколение. Оно содержит три дублета
левых кварков и шесть синглетов правых кварков:
G)l* ""* diR
24 4 25. ВЕЛИКИЙ СИНТЕЗ
(где i = r, у, Ъ-цветовые индексы), левый лептонный дублет и правый
лептонный синглет:
('О* и *
(Правое нейтрино изгнано, поскольку эта частица не участвует даже в
слабых взаимодействиях.) Второе поколение содержит с, s, Гц, р, третье-t,
b, vx, т. Все частицы, кроме нейтрино (?), из поколения в поколение
становятся все более тяжелыми.
Иногда верхние кварки (и, с, t) называют ано-кварками и обозначают а или
а, а нижние кварки (d, s, b) называют като-кварками и обозначают х или с
