Понятие универсального слабого (v-a)-взаимодействия. Заряженные и нейтральные слабые токи, их структура. Неприменимость методов теории возмущений в теории контактного четырехфермионного слабого взаимодействия
жүктеу/скачать 91.5 Kb.
|
| Вопрос 4.2.10. Какова структура полного заряженного слабого тока?
Ответ 4.2.11. Обобщая сказанное выше, приходим к выводу, что полный заряженный слабый ток (4.2.3.1), входящий в гамильтониан СлВ, содержит 12 слагаемых (рис. 4.2.11). Для краткости символами XY обозначены как токи (X+Y), так и эрмитово-сопряженные им токи (Y+X). Вопрос 4.2.12. Каким должно быть полное число взаимодействий заряженных токов? Ответ 4.2.12. Согласно рис. 4.2.11, полное число взаимодействий заряженных токов должно равняться 12 12 = 144. На опыте зарегистрировано пока полтора десятка взаимодействий. Вопрос 4.2.13. Как можно в виде таблицы классифицировать реакции, обусловленные слабым взаимодействием? Ответ 4.2.13. Отдельные примеры процессов, обусловленных вышеупомянутыми взаимодействиями, приведены в таблице 4.2.13. Клетки над диагональю таблицы не заполнены, т. к. они содержат те же (или обратные) процессы, что и в клетках, симметричных относительно диагонали. Вся таблица разбивается на 4 блока по 9 клеток в каждом. Левый верхний блок содержит чисто лептонные процессы, нижний правый – нелептонные процессы (с участием одних только адронов), левый нижний и правый верхний блоки – полулептонные процессы (с участием как лептонов, так и адронов). Таблица 4.2.13.
Вопрос 4.2.14. Почему каждое из 144 мыслимых взаимодействий может приводить к целому ряду родственных процессов? Ответ 4.2.14.. Одна из причин – полевые операторы описывают не только рождение и уничтожение частиц, но также уничтожение и рождение античастиц. Другая причина – конкретный кварк, фигурирующий в том или ином токе, может входить в состав различных адронов. Так, например, одно и то же взаимодействие (+)(u+d) обусловливает: а) захват мюона протоном –p n; б) распад положительного пиона + +; в) инклюзивные нейтринные реакции + N – + адроны; г) другие процессы. Вопрос 4.2.15. Что следует учитывать при графическом отображении полулептонных и нелептонных процессов? Ответ 4.2.15. Диаграммы лептонных процессов остаются прежними (см., напр., рис. 4.2.8). Но при графическом изображении полулептонных и нелептонных процессов следует учитывать, что в СлВ участвуют не адроны в целом, а отдельные кварки (см., напр., диаграмму на рис. 4.2.15: распад положительного пиона – полулептонный процесс). Вопрос 4.2.16. Как в рамках данного подхода объясняются правила отбора? Ответ 4.2.16. В рамках рассматриваемого подхода находят свое простое объяснение все эмпирически установленные правила отбора. Например, взаимодействия токов таковы, что в гамильтониан странный кварк или вообще не входит, или входит 1 раз в виде s или . В первом случае странность не меняется, во втором – меняется на + 1 или – 1. В итоге приходим к правилу отбора |S| 1. Объясняются и многие более тонкие эмпирические закономерности. Вопрос 4.2.17. С чем связан следующий этап в становлении теории СлВ? Ответ 4.2.17. Следующий этап в становлении современной теории СлВ связан с открытием нейтральных токов. Долгое время считалось, что все слабые токи являются заряженными, поскольку процессы, которые могли быть обусловлены нейтральными токами, на опыте не наблюдались. В начале 70-х гг. стала общепризнанной теоретическая схема электрослабого взаимодействия (о ней будет сказано позже), которая совершенно однозначно предсказывала (а не просто разрешала) существование нейтральных слабых токов, что резко стимулировало их экспериментальные поиски. Вопрос 4.2.18. Как были открыты нейтральны слабые токи? Ответ 4.2.18. СлВ с нейтральными токами впервые наблюдались в 1973 г. при изучении процессов соударения мюонных нейтрино (и антинейтрино ), обладающих энергиями Е 1 ГэВ, с атомными ядрами. Большую долю событий составляли процессы, обусловленные взаимодействием заряженных токов: + N – + адроны; (4.2.18.1) но примерно в 30% случаев регистрировались события, в которых мюоны не рождаются, а наблюдается кажущаяся потеря импульса, передаваемого образующимся адронам. Эти события надежно идентифицированы как неупругое рассеяние вида + ядро + адроны; (4.2.18.2) П ee одобный процесс может вызываться лишь нейтральным током (). Вопрос 4.2.19. Какие бывают электрически нейтральные слабые токи? Ответ 4.2.19. Электрически нейтральных токов много: наряду с диагональными токами вида (ее) или (uu) можно представить недиагональные токи вроде (ds) или (uc), изменяющие странность, очарование и т. п. Однако сейчас принято считать, что нейтральные токи являются истинно нейтральными, т. е. обладают диагональной структурой, не меняя ни странность, ни очарование. Таких токов 12 (по числу фундаментальных частиц); они представлены на рис. 4.2.19. жүктеу/скачать 91.5 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|