Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Экспериментально установлено, что эфф. размер лептонов и кварков ие превышает ~10-1всм. Если кварки и лептоны состоят нз преонов, то радиус соответствующих состояний должен быть мал, г0 < 10~1в см. Наиб.
! естеств. гипотеза заключается в том, что эти связанные состояния образуются за счёт механизма конфайимента (пленения) нек-poro «метацвета», подобно тому, как обычные адроиы представляют собой бесцветные ; связанные состояния цветных кварков и глюоиов (см. Удержание цвета). Такое объяснение порождает, одиа-ко, следующую проблему. При T0 < IO-19 CM естеств. масштабом массы таких состояний является величина т ~ hjcr0 ^ 100 ГэВ. ^Іежду тем кварки и лептоиы имеют значительно меньшую массу.
Ситуация обостряется ещё больше в моделях, в к-рых не запрещены переходы между фермионамп раз-'ных поколений за счёт простого перераспределения в них преоиов, и особенно в моделях, где благодаря такому же механизму возможны переходы кварк^лептои. В этих моделях радиус г0 должен быть очень мал, и соответственно м&сса связанных состояний очень велика. Haflp., в моделях, в к-рых кварки и лептоны образуются из одних и тех же преонов, для того чтобы избежать быстрого распада протона,’ г0 должен по порядку величины совпадать со шкалой т. и. великого объединения, т. е. естеств. масштаб массы связанных состояний должен быть й IO15 ГэВ.
Возможный выход из положения состоит в том, что глобальная киралъная симметрия метацветового сильного взаимодействия ие нарушена спонтанно на преониом уровне, в отличие от обычной киральной симметрии, к-рая, как известно, нарушается иа кварковом уровне. Тогда связанные состояния преоиов с фер-мионными квантовыми числами остаются безмассовыми, ио зато отсутствуют безмассовые псевдоскалярные голд-стоуновские бозоны — аналог пионов в обычной квантовой хромодииамике.
В работах [3—4] было указано, что если киральиая преониая симметрия ие нарушена, то должна существовать определённая связь между т. и. аномалиями в дивергенциях токов, построенных из преонов, и токов с теми же квантовыми числами, построенных из кварков и лептонов (т. и. согласование аномалий). В работе [4] условие сокращения аномалий иа преонном и кварк-лептоином уровнях использовалось в конкретной модели для доказательства существования в ией числа поколений, равного трём. В работе ’т Хоофта
[3] был продемонстрирован весьма общий характер подобных условий и показано, что они накладывают жёсткие ограничения на конкретный вид составных моделей. В этой же работе сформулировано дополнит. требование к требованию согласования аномалий иа преониом и кварк-лептонном уровнях — т. и. условие отщепления. Последнее состоит в том, что если масса к.-и. преона стремится к бесконечности, все связанные состоянии, содержащие этот преои, выпадают из спектра, а оставшиеся состояния должны удовлетворять требованию согласования аномалий. Следует отметить, что усйовие отщепления представляется значительно менее обоснованным по сравнению с оси. условием согла-602 сования аномалий.
В качестве примера применения условия согласования аномалий можно привести составную модель, предложенную в работе [5]. В этой модели предполагается, что кварки и лептоиы принадлежат одному определ. представлению группы великого объединения, а прео-иы — её спннорному представлению. Предполагалось также, что составные фермионы являются трёхпреон-иыми композициями. Оказалось, что при этих гипотезах условие согласования аномалий ’т Хоофта однозначно приводит к группе SU (8). Эта группа может включать в виде связанных состояний преоиов три поколения фермионов с правильными квантовыми числами.
Лит.: l)Pati J. С., SaIam A., Lepton number as the fourth «color», «Phys. Rev.», 1974, v. D 10, p. 275; 2) Hara-ri H., A schematic model of quarks and leptons, «Phys. Lett.»,
1979, v. 86 B, p. 83; Shupe M. A., A composite model of leptons and quarks, там же, p. 87; 3) 4 Hooft G., Cargese summer institute lectures, 1979; 4) Ансельм А, А., Проблема семейств частиц и составные SL45) декуплеты, «Письма в ЖЭТфр,
1980, т. 31, с. 150; его же, Проблема поколений частгаґ и квинтовая структура лептонов и кварков, «ЖЭТФ», 1981, т. 80, с. 49; 5) Ч к а р е у л и Д ж. JX., Кварк-лептрнные семейства: от SU (5)- к 5и(8)-симметрии, «Письма в ЖЭТФ», 1980, т. 32,
684.
СОХРАНЕНИЯ ЗАКОНЫ — физ. закономерности, согласно к-рым численные зиачения нек-рых физ. величин ие изменяются со временем в любых процессах или в определ. классе процессов. Полное описание физ. системы возможно лишь в рамках динамич. законов, к-рые детально определяют изменение состояния системы с течением времени. Однако во мн. случаях динамич. закон для дайной системы неизвестен или слишком сложен. В такой ситуации С. з. позволяют сделать иек-рые заключения о характере поведения системы. Важнейшими С. а., справедливыми для любых изолиров. систем, являются законы сохранения энергии, импульса, угл. момента, электрич. заряда. Кроме всеобщих существуют С. з., справедливые лишь для огранич. классов систем и явлений.
Большую роль С. з. играют в квантовой теории, в частности в теории элементарных частиц. С. з. определяют отбора правила, согласно' к-рым реакции с частицами, к-рые привели бы к нарушению С. з., не иогут осуществляться в природе. В дополнение к перечисленным С. з., имеющимся н в физике макроскопич. тел, в теории элементарных частиц возникло много специфич. С. з., позволяющих интерпретировать наблюдаемые на опыте правила отбора. Таков, иапр., закон сохранения барионндго числа, выполняющийся с очень высокой точностью во всех видах фуидам. взаимодействий. Существуют и приближённые С. з., выполняющиеся в одних процессах и нарушающиеся в других. Такие С. з. имеют смысл, если можио указать класс процессов, в к-рых оии выполняются. Напр., законы сохранения странности, изотопического спина, пространственной чётности строґо выполняются в процессах, протекающих за счёт сильного взаимодействия, ио нарушаются в процессах слабого взаимодействия. Эл.-маги. взаимодействие нарушает закон сохранения изотопич. спина. Т. о., исследования элементарных частиц вновь напомнили о необходимости проверять существующие С. з. в каждой области явлений. Так, считавшийся абсолютно строгим закон сохранения бариоиио-го числа на основании теоретич. аргументов подвергается сомнению. Проводятся сложные эксперименты, имеющие целью обнаружить возможпые слабые нарушения этого закона.
