Теоретическая физика 20 века - Смородинский Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
это сопоставление в предположении о справедливости закона сохранения
лептонного заряда ведет к разрешению реакций (16), (16а), (17) и к
запрету реакции (18) или (18а).
Исследование реакции (18) Дэвисом [37] действительно дало отрицательный
результат, и для сечения этой реакции была установлена верхняя граница
0,9-10~45 см2. Впрочем, с точки зрения теории такая точность опыта,
обусловленная фоном космических лучей, не слишком велика. Дело в том, что
теоретически возможный для этого сечения максимум также составляет только
2,6-10'45 см2, и можно представить себе теории, в которых это
максимальное значение умножается на некоторый множитель, промежуточный
между 0 и 1.
Реакция (18а), соответствующая (16), привела бы к испусканию двух
электронов е без испускания нейтрино и с одновременным превращением двух
нейтронов в протоны. Эта реакция, столь очевидно притиворечащая закону
сохранения лептонного заряда, часто безуспешно отыскивалась как "двойной
Р-распад".
Наиболее точный известный отрицательный результат - это отсутствие
перехода Nd150 (Z=60) -"Sm150 (Z=62) [38]. Врейя жизни ядра Nd получилось
больше 4,4 • 1018 лет. Однако теоретическая оценка для этого случая
неточна, поскольку в нее входят неизвестные матричные элементы. Она
приводит к максимально вероятному значению для полупериода Nd 4-1015,
которое, разумеется, без труда может быть увеличено до 1,9-1018 лет.
Резюмируя, можно сказать, что весьма желательно количественное
экспериментальное подтверждение такого фундаментального закона, как закон
сохранения лептонного заряда. С другой стороны, все известные
эксперименты согласуются с предположением о выполнении этого закона. В
дальнейшем он будет считаться справедливым.
К старой и новой истории нейтрино
405
§ 5. НЕСОХРАНЕНИЕ ЧЕТНОСТИ. ЗАКОН СЛАБОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
Два года назад критическим обсуждением зеркальной симметрии слабых
взаимодействий началось новое развитие обширной области физики, в которой
рассматриваемые в этой лекции свойства нейтрино являются лишь одним из
вопросов. Так называемая "проблема 0-т" при распаде if-мезонов побудила
Ли и Янга [40] еще раз исследовать экспериментальные доказательства
сохранения зарядовой симметрии С (точнее, под операцией С понимается
замена частиц античастицами, и наоборот), а также пространственной
симметрии Р (четности; по определению, эта операция не изменяет знака
заряда). Они нашли эти доказательства недостаточными и указали
эксперименты для проверки сохранения симметрии при С я Р. К большой
неожиданности для многих физиков, к которым я причисляю и себя, первое же
выполнение некоторых из этих экспериментов дало опубликованный в январе
1957 г. результат, что при (i-распаде1), а также при рождении и распаде
ц-мезонов2) симметрия при операциях С и Р по отдельности не сохраняется.
Интересующихся принципиальным значением проблем симметрии можно отослать
к другой моей статье, в которой также подробно рассматриваются три
категории взаимодействий- сильные, электромагнитные и слабые3). По этому
поводу я хочу здесь сделать следующие краткие замечания. Наряду с
преобразованиями симметрии С и Р существует еще обращение времени Т (по
определению, Т сохраняет знак заряда). Так называемая теорема СРТ
утверждает, что при весьма общих предположениях из инвариантности
относительно непрерывной группы Лоренца непосредственно следует
инвариантность по отношению к произведению трех дискретных преобразований
С, Р и Т (в произвольной последовательности). Кроме того, специально
проведенные до настоящего времени опыты4) согласуются с предположением о
сохранении симметрии Т или эквивалентной ей симметрии СР.
*) Опыты с ориентированными спинами ядер Со60 описаны в [41].
2) Опыты на циклотроне см. в работе [42]; об опытах с фотопластинками
сказано в работе [43].
3) См. статью в этом томе (стр. 376). Там же приводится литература по
экспериментам до конца 1957 т.-Прим. ред.
4) О состоянии экспериментов на сентябрь 1958 г. рассказывается в докладе
[44].
406
Вольфганг Паули
По поводу несохранения симметрии относительно С и Р по отдельности мне
хотелось бы сослаться на упомянутое ранее предостережение Бора о том, что
при слабых взаимодействиях (как они теперь называются) "следует быть
готовыми к сюрпризам". В то время как его идея о нарушении закона
сохранения энергии при этих взаимодействиях, от которой он позднее
отказался, касалась непрерывной группы трансляций пространства и времени,
фактический сюрприз для слабых взаимодействий заключается в уменьшении
симметрии в дискретных группах отражений. Конечно, это не было бы
сюрпризом, если бы все законы природы обладали такой уменьшенной
симметрией СР или Т. Поэтому можно также сказать, что проблема состоит в
том, чтобы понять, почему сильные и электромагнитные взаимодействия
обладают более высокой симметрией - С или Р но отдельности. Эта проблема
еще не решена. В то время как для электромагнетизма более высокая степень
