1612725038-55fa95a39ba1d7b48a064b85411ad124 (829006), страница 59
Текст из файла (страница 59)
эффектом такого же типа является е>яиуждеи- 11>пв>)я1 'ы Р ( « ° Од «,КР = 2ОТт,.) при распадах л-мезана Фя Р +Я„, СД1 Ч Р„ с л -~ л -ъ1 е + и ,,; (Е" + 1:,, (41 (О) 1е+ + и„ (С+ "+ о 11+ + Уи ч:хв~инстве слУчаев е+ (и+) бУдУг иметь естсствеинУю полЯРиза:-е,."~ПРЯВУ ь.
Однако в тех редких случаях, когда ла по пи не у1 юспт " ~и1 = т,е, ЗаряжЕННЫС ЛЕПтаиЫ Е+ (д+) И СаатастетауЮщСЕ ': - ио 06' Ятельпо разя аются в ро -ивоположные с Ор гч и их ;..'::::.: 'Ин спин должен быть равен нулю, чтобы обеспечить равспст- ДОТУВ полного маме>гга (.(к =./„= О). В этом слУчас понтоны -, )б>лу1 иметь кппетиматпческп вынужденную (леву>а) поляриза,,„:ив ТИВ1'Ооложпую естественной. Такие распады были бы строго >1"- лььу распавшийся л-мезон имел ",: явный нулк>, то в системе, где ан по- --"- 1 '-"ся а палучивщ11еся частицы (рис 41,1) я 11ТСЯ В ПРОТИВОПОЛОЖНЫЕ СТОРОНЫ, "'ярвьл1 спин конечных частиц равен "я, т, е.
сщл1 >>„(е) и и (е ) аптипарал" "" 'ы Но Япзилейтрино продольно поляризована по своему импуль- ' ":зяячит, сщщ мюона направлен противоположно импульсу йя, т. е. ",)з)оеыу импульсу. Таким образом, автоматически отрнцкгельпьш ""'ИЗ(или электрон) оказывается продольно поляризованным по пра- ' у,Вйнту. диалогично, в распаде л+ положительный мюон (или по)'обялпельно левополяризован ";:,,:;~,'другой стараНЫ, ОСЛИ днраКоаекая частиЦа с т Ф О имеет боль- ' Янерги1О В» т>, та в соответствующей волновой функции можно "'"бречь массой частицы Структура слабого взаимодействия уни2 , . Ьиа для всех частиц, поэтому дираковские частицы с Е» Я1 бу,:евсти себя в процессах, обусловленных слабыми взаимодействияяак вейтрюю, а античастицы - — как антипейтрино.
Следователыю, „,,Ф1 бузйт прн Г» л>Р (и — с) лсвополяризованнь>ми, а античас- , 1 — прююполяризованпыми („естесл>веиния" поляризация) Так в Раса>,ах з апрещены, если бы масса лептона еь 1»»+) была точно, „ 1)оскольку ле «ж„, электронные распады пионов»г»1 11)) ПО рави й„,**',~ ) и этим несоответствием поляризаций гораздо сильнее ДОля электронных Распадов сОстзВляет Все» О лизш, 1О» л чем мш'ь; близости масс ль, и л»„в мюонном распаде лоступпый»~~ 1лскцня 27) гораздо меньше, чем в электронном Задача ч1-1. Показать, что в распаде»»опар«зова~в»ко пгвь лн»з -ь е + $„+ и, наиболее энергичные позитроны вылетают в направлении сгнив н+ Решение. Энер»пл е+ будет наибольшей, если гс и р», кисете легат а вр',~"'"'~:; ложную е сторону, тогда их полный спин равен нулю, и с»»ин е иалравлен + д+, ио позитрон имеет естесгеенную повар«звоню анзи' сымал - - правуЮ,''т-;:~~; импульс его направлен по спину»»~.
В рам»аде д е' + ьл Ь кг чаьсиыуиуп~~$~,'., распределенив энергичных электронов — - против спина Л Легко понятен что продольная поляризация нейтрюк сззначза~~'.. рушение инвариаьггности относительно замены частиц на знзз1Е3~~~$ цы: при зарядовом сопряжении С левополяризовшшос нейтрийй ходит в левополяризованное антинейтрино, которое в г»риродез1)4;;- ществует грие. 41.2). Точно так жс нарушение инваризнтностн о ' ",' тельно пространственной инверсии Р проявляется в том, па нейтрино при этом переходит в невозможное правое нейтрино,".:,-":.'.'-;,;;.~"; Видно, однако, что при совместном совершении оп~эацист;СЁ',,; переходим от левого нейтрино к правому анти»»сйтр»шо„ кьтгорсю сывается тем же уравнением Вейля.
Таким образом, законы пр здесь инвариантны относительно комби»»с»7»овг»»»»о»7 п»»верст»В.С2.",~~)~!. стоящей из пространственного отражения и перехода к антича Л. Д. Ландау пРедположил 11956), что сохрю»ение комбию четности является универсальным законом, справедливым Язв~4«„ выпОлия»ощихся В слабых Взаимодействиях ззкОИОВ с»»кран~:-":.,!,:»!,".,'. Ранственной и зарядовой чс»»»ост»» ч — "Ф. В квантовой теории поля»юхаз»зва ,Звапгекьь при очень общих предпопожс»шях (ти»та:а Вистской инвариантности и сохранепнг Ве ти) должна собтодзгься г» 7-ннвпр»»л т. е. все законы природы не ь»спяются "г тся при ойи, 'з' »» ° Лл в» меш»ом осуществлении прост, ,,а»»стпсниопэ:...,.
жения Р, перехода к античастица«' 6 "' .1»жг" Вре е и Т. Нзл ие.7 7»-к РР''Яп ни ознз!! Рис 4» 2 Рушенис Р-иивариантности 1этг — 1 .:,ь::,:; ПССВЛОС, Ю - 'ч Ле«и ь Лт НаитРИНО И ИНбСОХРДНЬНИВ ЧбтНОСТИ З55 . ши Т-инвариантности 67 и р меняют знак при отражении ";::т .Ранении В .илу СРТ-теоремы при этом обязательно нарушается С-ивы о которой, таким образом, можно лелкгь выводы без : е»,гпзосз ы в- вив гк экспериментов непосрелсгвенно нал античастицами.
ЛюРулзсн И с ис СР-инваризнтности свидетельствовало бы о нарушении вант ИОьт ости ло отношеникз к обращению времени. Наоборот„появ- -Р Тпс»стных корреляций гнапример, в вероятности Р-распада ""' яа полвпснне члеНОВ тИПа ка 1Р« эс Р«), 141.13) »их»п упзз между плоскостью разлета электрона —.- нейтрино и лсппсм спина нейтрона; выражение (41.13) меняет знак при от' и времени) доказывало бы несохранение комбинированной чет""',й .«ф,)О64 и впервые был обнаружен процесс, гле нарушается СР-, '";~»ЬЧ»Ш И Т-ИИВЗРИШПНОСтаь --- раеаад ЛОЛГОжнаущсй КОМПОНЕНТЫ злыплх К-мезонов на лва рл-мезона :",':,:;,))итерзтУРВ: 15, гл. 8; 6, й 3О; 14, гл. 3О, 31; 42, ») 3, 17; 44; 52). Ф"' Лекаия 42 НЕЙТРАЛЬНЫЕ КАОИЫ Лекция 42.
НЕЙТРАЛЬНЫЕ КАОНЫ Н~йтральныс К-мезшаы (йкаоны") рождаеоеся о сильновзанмодействуеощих частиц совместно с ее1а1п,ми еееста "'" МИ ЧаСтИЦаМИ (ПЮЕРОНЯМИ вЂ” ЧаетИЦаМИ, ПОХОЯШМБ Ба ДУЕОЕОИ~Е.;.и'. пичной реакцией является слсдуеощая„где в стш к~ювенееи ддщ~~- . протоном Рождаюас Нейтралы~~с каон и Л-~нперон л +Р-.КО+Л" ;ь ~(~' Для всех этих нестабильных частиц общим является больиюе (Пае нению с ядерным — 10 ~з с) время жизни, норядка 10 " 10 'О'е.. ленность их распадов означает„что за распады ответственно сл не сильное (ядерное) взаимодействие.
В то жс время вероятное)))." рождения обусловлена сильным взаимодействием и велика. Деея того чтобы Обьяснить тот факт, что не происходит бы расцадов каонов и гиперонов (например, Ло — р + л ), которьеа.;, бы с помощью сильного взаимодействия, была вылвешута (М!~, Манн, К. Нишиджима, 1955) пнютеза о сущсствовгищи Нового ваго числа — странности 5, — которое равно пулю у .,Обьечных::: НОВЗаИМОДейста)Ющих частиц (пионЫ и НуклОИЫ) Б Оелееяио ":Ф„.' у каонов и пшеропов, Вся совокупность эксеесреемееетальеаьа~ А „ пода!аерждаеа; чтО ст)аапность следует приписать слелу южем Об еиезоиьг.
К+,К вЂ” > 5 = + 1; К', Ко — и б — "' — 1С еииероиес Ло -~ 5 = — 1. Хь ". Ьг о О= — 2;ь2' - б=-й По своим ядерным свойствам каоны аналое Б'Бгы пшгаам' е(аа; .Ук =' О, четность — 1; гипероны аналое.ичпы нуклонам рлеее щн 1Щ.',::ъ как бы имеем „возб)жденные состояния пионов Б нуклоее щиеся еювой внутренееей ха(еактсристикой - С~Раее1юс кларина е иееероны содерекат „страшеые"' кваркеа) Сакра"юне~ ° )юние Ст тн в сильных взаимодействиях обьясняеа отсуестиис бежар*е" цоео СОХ гиперонов на иуклоны и пионы.
Ясно, что в сил3 ,осеицье рождаются лишь парами, как в реакции (42.1), где КЕ;,ее часе я странность продуктов реакции равна нулю 4",~Бал С . О его Бз двух по виду гюхожих реакций ассоциативного ;.'йОЕЕяа'е'О- ' -оряженных Х-гиперопов и клонов вия зор ' л +риХ +К' и л +р- Х++К' :)). а л1ппь первая (во второй реакции странность конечных час"'бакна шг а "' (Евана 2 а начальных — — нулю). Поскольку у всех гиперонов странБцатсльна, в столкновениях нуклонов вместе с гипероном мо- 4 ае,ся лишь каоны с 5 +1, т.
е, К и К Нх античастицы К и (еанееошне 5 = — 1, могли бы рождаться совместно с антигиперонаг)(а и Х, 1 которых 5 = ь1, Но для рождения антигиперонов нужно аоьиом состоянии иметь не ееуклОны, а антинуклоны (сохраееяется "' аиный, Бли баРионный, заРЯд, Равный а-1 У нейтРона, пРотона и йов Б — 1 у антинуклонов и антие-иперонов). $ ')о., ПО в медленных распадах (например, (41.11)) странные части- "распадаются на нестранные, означает, что слабые взаимодействия ",Кдихраняеот странности. Будем считать, что в слабых взаимодейст"' 'сохраняегся комбинвровае~ная четность (лекция 41) и рассмотрим точки зрения возможные распады нейтральных каонов Ко и Ко. ",-',,:яассьеот1аим сееачала 1ааспал Ко 2 о (42.3) льеееай пион ло обладает определенной комбинированной четео (прн отражении координат его волновая функция меняет знак, 'зе))и зарядовом сопряжении ло переходит сам в себя), СР1лО) = ;:; )Л ).
В силу сохранения момента (спины Ко и ло равны нулео) ор, „ьиый момент конечного состояния 1 " О, а. е. четность конечного ННЯ Равна о1. ПоэтомУ СРи~ ало) = ~ 2ло), Но комбипиРоваешах ,... Сть сохраняется и поэтому должна быль равна е1 Лля К". Это, так: приписывая каоееу внутреннкяО четеюсть — 1, имеем СР ' Ко) = — 1К) СР ( Ки) .= — 1Ко) (42.4) $",Ко е в~аобеце еее еамееот Определеееной СР-челюсти ~!";~ренаееаеее парадоксов заключается в том, что состояния с Оиредесеирщеиосеиьео Ко и Ко, рождающиеся в сильных взаимодейсто:::, являеотся правильными линейными комбинациями по отпо':., "с абому взаимодействию. Если в слабых озаиьюдействиях со- СЯ с "- еепюстеь то диагональными комбинациами б)дУт сУпеР- Б Ко с аиредеяеилой СР-четиоеиеью.
Такие суперпозиции отзевать вакцин по квднтовой мнхвнике ззв Ле«цяя 42 ННЙТВВЛЬНЫН КЛОНЫ зьв ~КС> ~к > ~к > ~Ко> ~к >+ (к"> ь2 ' .«2 В силу (42.4) имеем СР ~ КО> — > Кс> СР ~ Ко> — Кс (ф Именно комбинация К, может распадаться на 2л", для Кс о «такой запрещен. Перейдем к трехмезонным распадам Ко 3 о Ко л++,.— + в л '.
В обоих случаях конечная система имеет полный момецт 0 спину.ф. Так как спины пионов равны нулю, суммарный моьвлв-'" дывается из относительного момента 1 каких-либо двух вионлк'.",' в первом и, например, л+л во втором случае) и момента 1 по~.'"-'-- " л" относительно центра масс этой пары. Поскольку 1 и Г' с ' ««"!":» ются в нулевой момент, должен быть 1 = К В первом случае из-зщ.' ' дественности двух нейтральных пионов (лекция 52) их волновав(""" "', ция симметрична относительно их перестановки, т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
