47
Связь между слабыми и торсионными
взаимодействиями
Под слабыми взаимодействиями обычно подразумевают процессы с участием
одной из самых загадочных элементарных частиц - нейтрино. У нейтрино нет
массы и заряда, а имеется только спин - собственное вращение. Эта частица не
переносит ничего, кроме вращения. Таким образом, нейтрино представляет со-
бой одну из разновидностей динамического торсионного поля в чистом виде.
Простейшим из процессов, в котором проявляются слабые взаимодействия
является распад нейтрона (нейтрон неустойчив и имеет среднее время жизни 12
мин) по
схеме
e
p
n
мин
12
,
где
p
- протон,
e
- электрон,
- антинейтрино. Современная наука считает,
что электрон и протон взаимодействуют между собой по закону Кулона как
частицы, имеющие противоположные заряды. Они не могут образовать долго
живущую нейтральную частицу - нейтрон с размерами порядка
см
13
10
, по-
скольку электрон под действием силы притяжения должен мгновенно "упасть
на протон". Кроме
того, даже если и возможно было бы предположить, что
нейтрон состоит из противоположно заряженных частиц, то при его распаде
должно было бы наблюдаться
электромагнитное излучение, что привело бы к
нарушению закона сохранения спина. Дело в том, что нейтрон, протон и элек-
трон имеют спин +1/2 или -1/2 каждый.
Предположим, что первоначальный спин нейтрона был равен -1/2. Тогда сум-
марный спин электрона, протона и фотона тоже должен бы быть равен - 1/2.
Но суммарный спин электрона и протона может иметь значения -1, 0, +1, а у
фотона спин может быть -1 или +1. Следовательно, спин системы электрон-
протон-фотон может принимать значения 0,
1,
2, но не как -1/2.
Решения
уравнений вакуума для частиц, обладающих спином, показали, что
для них существует новая константа
s
r - спиновый радиус, которая описывает
торсионное поле вращающейся частицы. Это поле порождает торсионные взаи-
модействия на малых расстояниях и позволяет по-новому подойти к проблеме
образования нейтрона из протона, электрона и антинейтрино.
На рис. 27 представлены качественные графики потенциальной энергии взаи-
модействия обладающего спином протона с
электроном и позитроном, полу-
ченные из решения вакуумных уравнений. Из графика видно, что на расстоя-
нии порядка
см
r
r
e
s
13
10
9
,
1
3
/
от центра протона существует "торсионная яма", в которой может достаточно
долгое время находиться электрон, когда он совместно с
протоном образует
нейтрон. Электрон не может упасть на вращающийся протон, поскольку торси-
онная сила отталкивания на малых расстояниях превосходит кулоновскую силу
притяжения. С другой стороны, торсионная добавка к кулоновской потенциаль-
ной энергии обладает аксиальной симметрией и очень сильно зависит от ориен-
тации спина протона. Эта ориентация задана углом
между направлением
спина протона и радиусом-вектором, проведенным в точку наблюдения.