kobyakin-elementarnye-chastitsy (810756), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Для уравнения реакции с испусканием бозона достаточно в уравнении реакции с поглощением поменять местами левую иправую части.14Таким образом, видно, что при испускании или поглощении Zбозона исходная частица не меняется, а W -бозон переводит лептонили кварк из одной строчки таблицы 2 или 3 в другую. При этом длялептонов переход осуществляется в пределах одного поколения, а длякварков возможны все варианты, показанные на рис. 1.Рис. 1. Переходы между кварками с испусканием или поглощениемW -бозонаОбратите внимание, что ни для лептонов, ни для кварков переходыв пределах одной строчки таблицы невозможны. Тем не менее существуют механизмы, позволяющие осуществить подобные переходы внесколько этапов.
Таким, например, является GIM-механизм (механизм Глэшоу—Илиопулоса—Майани [4]):bsu, c, tW−W−d, s, bccДругим вариантом являются «нейтральные токи, меняющие аромат» (flavour-changing neutral currents, FCNCs), пример которых показан на приведённой диаграмме (такие диаграммы, в которых естьпетля с испусканием частицы, называются пингвинными):γW−W−u, c, tsb15Одним из примеров реакции, протекающей за счёт слабого взаимодействия, является распад мюона, который был приведён в разделе про диаграммы Фейнмана.
Другим примером является бета-распаднейтрона n → p + e− + ν e , изображённый на следующей диаграмме:uudddue−W−νeНа этой диаграмме видно, что d-кварк в составе нейтрона переходит в u-кварк в составе протона с испусканием W − -бозона, которыйраспадается на электрон и электронное антинейтрино, оставшиеся двакварка в реакции не участвуют.4.Законы сохраненияВ физике элементарных частиц работают все законы сохранения,которые работают на больших масштабах: энергии, импульса, моментаимпульса, электрического заряда. Исторически к ним были добавленынесколько специфических эмпирических законов сохранения, которыевпоследствии получили объяснение после открытия кварков и промежуточных бозонов. К таким, например, относится закон сохранениябарионного заряда (разности количества барионов и антибарионов вобеих частях уравнения реакции), который просто является следствием того, что кварки и антикварки рождаются и исчезают парами.К ним же относится закон сохранения лептонного заряда (разностиколичества лептонов и антилептонов в обеих частях уравнения реакции), объясняющийся возможными превращениями с участием W - иZ-бозонов.
Для сильного и электромагнитного взаимодействий быливведены законы сохранения странности, прелести, очарования и истинности, которые по сути являются утверждениями о том, что разность количества кварков и антикварков для странных, очарованных,прелестных или истинных кварков не меняется в процессе сильногоили электромагнитного взаимодействия; к этой же категории относится и закон сохранения изоспина (определяющегося количеством u- иd-кварков).
В настоящее время все эти факты получили объяснение врамках Стандартной модели на основе кварковой теории и не требуютвведения отдельных дополнительных законов сохранения.16Все перечисленные законы сохранения являются аддитивными, тоесть в ходе реакции сохраняется сумма определённых параметровучаствующих частиц (энергий, импульсов...). Помимо этого, есть некоторые мультипликативные законы сохранения, когда сохраняющиесявеличины представляют собой произведение параметров участвующихчастиц.
К таким, например, относится закон сохранения пространственной чётности, который работает для электромагнитных и сильных взаимодействий.17Литература1. Nakamura K. et al. Review of Particle Physics // Journal of Physics G.2010. V. 37. N 7A. 0750212. Ahmad Q.R. et al. Measurement of the Rate of νe + d → p + p + e−Interactions Produced by 8 B Solar Neutrinos at the Sudbury NeutrinoObservatory // Phys. Rev. Lett.
2001. V. 87. P. 0713013. Fukuda Y. et al. Evidence for Oscillation of Atmospheric Neutrinos //Phys. Rev. Lett. 1998. V. 81. P. 15624. Glashow S.L., Iliopoulos J., Maiani L. Weak Interactions with LeptonHadron Symmetry // Phys. Rev. D. 1970. V. 2. P. 128518Учебное изданиеКобякин Александр СергеевичВВЕДЕНИЕ В ФИЗИКУЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦУчебно-методическое пособиеРедактор О. П. Котова.
Корректор И. А. Волкова.Компьютерная верстка А. С. Кобякин, Е. А. Казённова.Подписано в печать 15.10.2018. Формат 60×84 1/16 .Усл. печ. л. 1,25. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 298.Федеральное государственное автономное образовательноеучреждение высшего образования«Московский физико-технический институт(государственный университет)»141700, Московская обл., г. Долгопрудный, Институтский пер., 9Тел. (495) 408-5822. E-mail: rio@mail.ruОтдел оперативной полиграфии «Физтех-полиграф»141700, Московская обл., г. Долгопрудный, Институтский пер., 9Тел. (495) 408-84-30. E-mail: polygraph@mail.ru.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
