Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Порохов А.М. -> "Физическая энциклопедия Том 4" -> 576

Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.

Порохов А.М. Физическая энциклопедия Том 4 — М.: Большая российская энциклопедия, 1994. — 701 c.
Скачать (прямая ссылка): fizenciklopedt41994.djvu
Предыдущая << 1 .. 570 571 572 573 574 575 < 576 > 577 578 579 580 581 582 .. 818 >> Следующая


Квантовая хромодннамика как теория сильного взаимодействии. С 1970-х гг. в физике утвердилась новая микроскопич. теория С. в,— КХД. Согласно этой теории, С. в., к-рое, в частности, удерживает кварки в адронах, обусловлено наличием у кварков специфич. цветовых степеней свободы (дополнительно и ароматам). Каждый кварк может находиться при этом в трёх физически эквивалентных цветовых состояниях, или, как говорят, имеет три цвета. Антикварки обладают тремя «дополнительными» цветами («антицветом»). С. в. разыгрывается в цветовом пространстве и ие различает ароматов (в то время как эл.-маги. и слабое взаимодействия определяются лишь ароматами кварков безотносительно к их цвету). Взаимодействие кварков осуществляется посредством восьми безмассовых векторных (глюонных) полей, слабые возбуждения к-рых (отдельные их кванты) иаз. глюонами. При этом в свободном состоянии наблюдаются только бесцветные ад-1; роиы, в к-рых цвета составляющих их кварков я аити-кварков скомпенсированы.

В основу КХД положен принцип локальной цветовой симметрии, к-рый утверждает, что можио независимо изменять цветовые состояния отд. кварков. Это возможно, разумеется, лишь при наличии глюоииого поля, способного принять иа себя избыточный цвет. Эквивалентность разл. цветовых состояний формулируется математически как инвариантность (точная) относительно преобразований цветовой группы SU(S)c, причём параметры групповых преобразований могут зависеть от точек простраиства-времеии. Такие теории наз. калибровочными. Принцип локальной калибровочной инвариантности позволяет однозначно фиксировать лагранжиан хромодинамики, к-рый подобен электродииамич. лагранжиану, но учитывает цветовые степени свободы. В результате напряжённости глюонного поля отличаются от напряжённостей электрич. и магн. полей электродинамики дополнительными нелинейными по калибровочному полю членами. Наличие нелинейных членов, необходимых для калибровочной инвариантности КХД, приводит к самодействню глюоиов. Др. словами, глюоны обладают цветовыми зарядами (в отличие от фотонов, не обладающих электрич. зарядами). Это, в свою очередь, приводит к наиб, важному свойству КХД — эффекту а и-тиэкраиировки заряда, к-рый означает, что эффективный¦ заряд кварков и глюонов велик иа больших расстояниях и становится малым при уменьшении расстояний. Вследствие этого свойства С. в. иа малых и больших масштабах оказываются совершенно различными. На малых расстояниях или при больших передаваемых импульсах [больше (2—3)ГэВ] эфф. цветовой заряд стремится к нулю. Это свойство получило назв. асимптотической свободы. Кварки и глюоны на малых расстояниях ведут себя как почти свободные частицы, и все процессы с их участием можно рассчитывать по теории возмущений, непосредственно' используя исходный лагранжиан КХД. Массы кварков и, d, s при этом малы (токовые массы: ти =? 4 МэВ, та яь 7,5 МэВ, ms яц 150 МэВ), так что в первом приближении ими можно пренебречь. Из-за малости масс' и слабости взаимодействия на малых расстояниях име-; ют место приближённые киральная и масштабная симметрии.
Такой подход позволяет успешно описывать обширный класс процессов физики высоких энергий — жёсткие процессы. Классич. пример жестких процессов — глубоко неупругий процесс рассеяния лептонов (электронов, мюонов, нейтрино) на нуклонах, изучение к-рого привело к представлению о партонах (почти свободных кварках и глюонах внутри и уклона) и стимулировало создание КХД. Глубоко неупругое рассеяние трактуется как результат упругого рассеяния леи-тона на одном из кварков нуклона. Измерение импульса рассеянных лептонов в таких процессах позволяет экспериментально наити ф-ции распределения кварков и глюонов по доле переносимого ими импульса в быстро движущемся нуклоне (т, н. структурные функции). Оказалось, иапр., что при передаваемых импульсах порядка неск. ГэВ (т, е. при исследовании структуры кварков иа расстояниях порядка IO-1* см) примерно половина импульса переносится глюонами. Учёт хро-модинамич. поправок приводит к медленному изменению партоииых распределений при изменении пробного импульса Q (нарушение т. н. скейлиига Бьёркеиа; см. Масштабная инвариантность). Прн увеличении Q можно проникнуть глубже внутрь кварка и должно наблюдаться увеличение числа кварк-аитикварковых пар и глюонов, составляющих его поляризац. облако, с одноврем. уменьшением переносимой каждым партоиом доли импульса. Эксперим. данные по нарушению скейлинга в глубоко иеупругих процессах в целом неплохо согласуются с предсказаниями расчётов.

Аналогично жёсткие адронные процессы с образованием струй можно истолковывать как результат упругого рассеяния содержащихся в адронах кварков и глюопов с последующим их переходом в адроны. Особую проблему представляет при этом вопрос о механизме образования бесцветных адронов, входящих в состав струй. Обычно считается, что при рассеянии квариа по мере его удаления от точки столкновения между этим кварком и остающейся частью адрона возникает струнная конфигурация глюонного поля, к-рая затем разрывается с образованием «обесцвечивающей» кварк-аитикварковой пары (фактически — большого числа таких пар), так что в результате возникают бесцветные мезоны, составляющие адронные струи. Полный расчёт подобных процессов в рамках КХД невыполним из-за того, что образование адронов происходит иа больших расстояниях, где взаимодействие кварков и глюоиов становится сильным. Поэтому убедительное доказательство в пользу существования описанного механизма отсутствует. На практике при обработке эксперим. данных используют упрощённые модели образования и разрыва струн.
Предыдущая << 1 .. 570 571 572 573 574 575 < 576 > 577 578 579 580 581 582 .. 818 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed