Теоретическая физика 20 века - Смородинский Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
Вскоре было обнаружено [106, 111], что в зарядово-симметричных теориях
насыщение сохраняется, хотя равновесное значение заряда (точнее,
отношения Z/A) может оказаться слишком малым, поскольку кулоново
взаимодействие благоприятствует появлению отрицательно заряженных изобар
[112]. Этот недостаток теории был, конечно, устранен при переходе к более
высоким энергиям возбуждения. Другое возражение Паули против теории
сильной связи было связано с ее полной неспособностью объяснить магнитные
моменты нейтрона и протона. В пределе сильного взаимодействия отношение
магнитных моментов оказывалось равным -1, и учет высших порядков не
приводил к сколько-нибудь заметному улучшению ситуации [113]. Более того,
разность масс нейтрона и протона предсказывалась с неправильным знаком.
(Об этих трудностях теории сильной связи рассказано в разделе 2 обзора
[98].)
Предположение, что в действительности связь может оказаться не "сильной"
и не "слабой", породило многочисленные попытки рассмотреть случай
"промежуточной" связи. Томонага [114] (а также в ранее упоминавшейся
работе) предложил остроумный вариационный метод, который, например, в
заряженной скалярной теории позволял построить интерполяцию между пре-
Квантовая теория полей (до 1947 г.)
89
дельными случаями слабой и сильной связи (для протяженного покоящегося
нуклона)1). Использовался и часто с надеждами на успех (ввиду пресловутой
малости сечения) также классический или полуклассический подход,
основанный на описании ядерных спиновых и зарядовых состояний при помощи
классических вращений, при этом подчеркивалась роль затухания (реакция) в
мезон-нуклонном рассеянии [115-119]. В 1941 г. Гайтлер [125] построил
квантовую теорию радиационного затухания и применил ее к мезон-нуклонному
рассеянию.
Можно ли быть уверенным в том, что мезон-нуклонное взаи: модействие
действительно имеет указанный Юкавой характер? Старая идея о
взаимодействии нуклонов через испускание и поглощение пар частиц (при
этом энергия взаимодействия квадратична по амплитудам поля) была снова
подхвачена и применена к мезонным парам [121]. Скалярная теория пар,
развитая Вентцелем [122], представляет и сейчас некоторый интерес с
математической точки зрения, как одна из немногих задач теории поля,
допускающих строгое решение. Зависящее от спинов взаимодействие через
пары рассматривали в приближении сильной связи Паули и Ху [123] и Блатт
[124] (о более ранних работах, посвященных этому взаимодействию,
упоминалось выше).
После 1950 г. быстрое накопление экспериментальных данных поставило
мезонную теорию на более твердую основу; однако то, что ныне называется
"теорией", 'в большей части представляет собой свод полуэмпирических
правил, и теория мезонных полей как дедуктивная схема не добилась
особенного успеха. Одно время было распространено мнение (и некоторые
физики, по-видимому, придерживаются его и поныне), что псевдоскалярное
поле с псевдоскалярной (у6) связью с нуклонами правильно объясняет все
факты, относящиеся к я-мезонам и нуклонам. В действительности, эта
претензия почти ни на чем не основана, коль скоро основные черты
взаимодействия, главной из которых является р (3/2,3/2)-резонанс,
считаются само собой разумеющимися. Эта ситуация заставляет поставить
вопрос более общего характера (см., например, работу Гейзенберга [125]) -
в какой мере наша схема вообще адекватна действительности? Насколько
допустимо исходить из свободных
*) Многие работы Томонаги и его сотрудников, выполненные в различное
время, начиная с 1941 г., и посвященные различным вариантам теории
сильной и промежуточной связи, были опубликованы в 1955 г. в Suppl. № 2 к
журналу Progress of Theoretical Physics.
90
Г. Вентцелъ
полей, описывающих "голые" частицы, и затем вводить в лагранжиан
взаимодействие, которое делает эти частицы "одетыми" или "составными",
превращая таким образом исходные "голые" частицы в наблюдаемые объекты?
Справедливо, что такой подход в сочетании с перенормировочными
предписаниями позволяет построить пригодную для использования схему
квантовой электродинамики, но быть может это связано лишь с тем, что ряд
по степеням e2/hc быстро сходится. Что касается мезон-ной теории и других
более сложных теорий поля с более силь-цыми взаимодействиями, то на
поставленный вопрос пока нет ответа.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ehrenfest P., Phys. f. Zs., 7, 528 (1906).
2. D е b у е P., Ann. d. Phys., Lpz. 4, 33, 1427 (1910).
3. E i n s t e i n A., Ann. d. Phys., Lpz. 4, 17, 132 (1905).
4. Bose S. N., Zs. f. Phys., 26, 178 (1924).
5. Born М., Heisenberg W., Jordan P., Zs. f. Phys., 35, 557 (1926).
¦6. Dirac P. A. М., Proc. Roy. Soc., A114, 243 (1927).
7. Dirac P. A. М., Proc. Roy. Soc., A114, 710 (1927).
8. Kramers H. A., Heisenberg W., Zs. f. Phys., 31, 681 (1925).
9. Weisskopf V., Wigner E., Zs. f. Phys., 63, 54 (1930).
10. H e i t 1 e r W., Quantum Theory oi Radiation, 3rd ed., New York,
1954. (См. перевод: В. T а й т л е р, Квантовая теория излучения, ИЛ,
