okun-fizika-elementarnykh-chastits (810758), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Поскольку сечение реакции рождения 2 в а'а -столкновениях е+а х составляет в резонансе 4 10 " см', то на ЛЭП будет рождаться один 2-бозон каждые 2 — 3 секунды. В дальнейшем предполагается поднять энергию каждого из пучков до 80 ГэВ (фаза П), а затем до 125 ГэВ (фаза П1), Это позволит наблюдать реакции рождения заряженных %' ' -бозопов е+е )г' Ю' Магнитный поиополь Дирака — гипотетический магнитный заряд. Эксгериментально пока не наблюдался.
Магшггное поле, создаваемое монополем, похоже на поле, создаваемое вблизи конца достаточно тонкого (бесконечно тонкого) соленоида, второй конец которого находится достаточно далеко (поле, создаваемое вторым концом соленоида, похоже при этом на поле антимонополя). Чтобы был наблюдаем только монополь, а бесконечно тонкая и бесконечно длинная нить соленоида была полностью ненаблюдаема, необходимо такое квантование потока магнитного поля в соленоиде, чтобы фаза волновой функции облетевшего вокруг него электрона изменялась на 2ип. (В противном случае возникает наблюдаемый интерференционный эффект Бома — Ааронова.) Упомянутая фаза равна е 1 А с(1=- е ~ Н' сб где А — вектор-потенциал, Н" — поле внутри соленоида, последний интеграл берется по поперечному сечению соленоида. Учитывая сохранение числа силовых линий магнитного поля, получаем, что величина напряженности сфернчески-симметричного магнитного поля Н на расстоянии г от монополя равна Н ~ Но Дч/4пги Если выразить Н через магнитный заряд (Н=р/г'), то для магнитного заряда получаем е4пр=-2пи, или р=п/2е, где е'=сс=-'/,м (мы пользуемся единицами 6, с= 1), 182 Чтобы окончательно избавиться от возможных нормировочных недоразумений, сравним нотепциал между двумя электронами с потенциалом между двумя единичными (8==1) монополями.
В единицах Ь, с — 1 первый равен а!г, а второй 1/4иг. Статья Дирака о магнитном 'монополе была опубликована в 1931 г. Второе дыхание к теории магнитных монополей пришло в 1974 г., когда 'т Хоофт и Поляков обнаружили, что магнитные монополи с конечной массой должны существовать как классические решения в большом классе неабелевых калибровочных моделей со спонтанно нарушенной симметрией (напрпмер, в группе 5У(2) с триплетом хиггсовых полей). Подобные классические монополи должны существовать в моделях великого обьединения: 5У(8), 50(10) и др, При этом их массы должны составлять примерно 10" — 1О" ГэВ.
По оценкам, скорости таких массивных реликтовых монополей, попадающих на Землю из космического пространства, должны быть порядка 10 ' от скорости света. Из-за малой скорости ожидаемое торможение монополей в веществе будет очень слабым, так что в настоящее время не видно, как бы их можно было затовмозить и остановить. Если бы, однако, удалось научиться останавливать монополи, то было бы очень интересно наблюдать реакцию аннигиляции монополя и антимонополя. В качестве продуктов этой аннигиляции должны вылетать очень массивные векторные бозоны (Х и У), которые в моделях великого объединения ответственны за распад протона. В литературе нет надежных оценок ожидаемой распространенности во Вселенной реликтовых монополей, оставшихся от первичного болыпого взрыва.
Майораново нейтрино — истинно нейтральное нейтрино, нейтральная частица со спином ''„ переходящая сама в себя при зарядовом сопряжении. Теория таких истинно нейтральных нейтрино была предложена итальянским физиком Этторе Майорана (1906 †19). Если масса нейтрино равна нулю, а в слабых взаимодействиях они испускаются полностью продольно-поляризованными, то майорановы нейтрино неотличимы от обычных продольных, двухкомпонентных, так называемых вейлевских нейтрино, у которых нейтрино лево-поляризованы, а антинейтрино право-поляризованы.
Если, однако, масса нейтрино отлична от нуля, то теория майораповых нейтрино приводит к ряду специфических предсказаний, среди которых — существование двойного бета-распада. ~зз Майорон — гипотетическая нейтральная бесспиновая безмассовая (или очень легкая) частица, очень слабо взаимодействующая с веществом. Существование майорона предсказывается некоторыми теоретическими моделями, в которых нейтрино приобретает майоранову массу в результате спонтанного нарушения сохранения лептонного зарялз. Масса — релятивистски-инварнантная величина, характеризующая частицу или систему частиц.
Масса и выражается через энергию Е и импульс р тела с помощью соотношения т'с' == Е' — р«с», где с — скорость света, В релятивистской системе единиц, в которой с — 1, ьч» - = Е' — д'-'. Иногда величину т называют «массой покоя», чтобы отличить ее от «массы движения», которую при этом апределяют как Е~с». Оба эти названия устарели. Они остались от тех далеких времен, когда создавалась теория относительности и когда для описания релятивистских частиц иногда использовались нерелятивистские формулы, в частности ньютоново соотношение между импульсом и скоростью р=-л»е вместо релятивистского соотношения р=Ее/с».
В настоящее время термины «масса покоя» и «масса движения» почти не встречаются в серьезных книгах по физике, но зато очень часто встречаются в научно-популярной литературе. Использование одного и того же существительного «масса» для обозначения как лоренцева инварианта, так и компоненты лоренцева вектора крайне неудачно. Кроме того, неразумно называть одну и ту же величину — в данном случае энергию — двумя разными терминами: в каких бы единицах мы ее ни измеряли, энергия остается энергией.
Особенно нелепо термин «масса движения» выглядит в системе единиц, в которой с=1. Что касается гравитационного притяжения, то оно пропорционально тензору энергии — импульса частицы, а не ее массе. Как уже подчеркивалось выше, гравитируют энергия и импульс, а не масса; именно поэтому безмассовые фотоны искривляют свой путь в гравитационном поле.
Мезоны — адроны, обладающие целым спином Все мезоны характеризуются нулевым значением барионного квантового числа. !84 Слово «мезон» происходит от греческого слова <мезос»вЂ” промежуточный. При создании этого термина подразумевалось, что мезоны должны иметь промежуточную массу: ббльшую, чем масса электрона, но меньшую, чем масса протона. В настоящее время этот смысл термина утерян, так как известны мезоны гораздо более тяжелые, чем протон.
Совершенно неправильно называть р-мезоном мюон, который является лептоном, а не мезоном, Этот ошибочный термин, иногда встречающийся в современной литературе, был принят в литературе в ЗО-е — 40-е годы, когда еще не установилась современная классификация элементарных частиц. Неправильно также называть мезонами векторные промежуточные бозоны К и 2 и скалярные (хиггсовы) бозоны, поскольку ни те, ни другие не являются адронами. Модель мешков (от английского термина йад пах»е~)— феноменологическая модель адронов, рассматривающая их в виде своеобразных пузырьков — «мешков», в которых движутся невылетающие кварки. Используя несколько подгоночных параметров, модель мешков неплохо описывает спектр масс адронов, С точки зрения квантовой хромодинамики пузырек в квантовохромодинамическом вакууме возникает из-за того, что кварки своими цветовыми полями разрушают, так сказать, «выжигают» (полностью или частично) глюонный конденсат в физическом вакууме. При этом пузырек имеет положительную энергию, поскольку глюонный конденсат в физическом вакууме имеет отрицательную энергию: дырка в отрицательном фоне положи.
тельна. Мультиплет — совокупность частиц или состояний (энергетических уровней) какой-либо системы, обладающих сходными свойствами. Мультиплет адронов — совокупность адронов, обладающих одинаковыми спинами и четностями, близкими массами и сходными сильными взаимодействиями. Существование мультиплетов обусловлено симметриями сильного взаимодействия. Преобразования соответствующей группы симметрий переводят частицы мультиплета друг в друга. Первый адронный мультиплет — дублет нуклонов — был введен в физику Гейзенбергом в начале 30-х годов, когда был открыт нейтрон.
Протон и нейтрон отличаются друг от друга своими электромагнитными свойствами (зарядами, магнитными моментами, распределениями зарядов и токов внутри этих частиц). Во всем остальном эти частицы очень похожи: у них одинаковые спины, очень близкие массы (различие порядка 0,1'М) и практически одинаковые силь1аз пые взаимодействия.
Изучая взаимодействия пуклонов, естественно в первом приближении пренебречь различиями между ними, рассматривать протон и нейтрон как два вырожденных состояния одной частицы — нуклона — и считать, что ядерные силы инвариантны относительно преобразования этих состояний друг в друга, Математическое описание нуклонного дублета аналогично описанию частицы со свином 1/2, использующему двухкомпонентные спиноры, матрицы Паули и весь остальной аппарат группы 5 У(2).
Симметрия между протоном и нейтроном получила название изотопической. Термин «изотопический» здесь используется в ином смысле, чем симметрия между ядерными изотопами, поскольку по терминологии, принятой в ядерной физике, протон и пейтрон являются не изотопами, а изобарами. В связи с этим в свое время была даже предпринята попытка заменить термин «изотопическая симметрия» на «изобарическая симметрия». Однако этот последний термин не привился. Нуклон описывается спинором в нзотопическом пространстве. Протон и нейтроп отвечают проекциям изотопического спина на некую условную ось (ось г) в изотопическом пространстве, равным +1/2 и — 1/2 соответственно.
Следующий изотопический мультиплет — триплет пионов — был открыт в конце 40-х — начале 50-х годов. В 50-е и 60-е годы были открыты многочисленные изотопические мультиплеты странных частиц и резонансов. В 70-е годы найдены первые изотопические мультиплеты очарованных частиц, Число частиц в изотопическом мультиплете и связано с величиной изотопического спина / простым соотношением: и=-2/+1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
