Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Цуканов Б.И. "Время в психике человека" (Медицина)

Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Яблоков Н.П. "Криминалистика" (Юриспруденция)
Реклама

Суперсила - Девис П.

Девис П. Суперсила — М.: Мир, 1989. — 272 c.
ISBN 5-03-000546
Скачать (прямая ссылка): supersila1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 58 59 60 61 62 63 < 64 > 65 66 67 68 69 70 .. 136 >> Следующая

совершенно другой области - слабому взаимодействию, дав его описание как
калибровочного поля. По существу было использовано то же понятие
симметрии, связанной со смешиванием различных частиц, но в данном случае
речь шла о смешивании различных источников слабого взаимодействия,
электронов и нейтрино.
Представим себе теперь, что у нас есть волшебная ручка, позволяющая
превращать электроны в нейтрино и наоборот. По мере поворота ручки
сродство с электроном у всех электронов постепенно убывает до тех пор,
пока электроны не превращаются в нейтрино. Одновременно сродство с
нейтрино у всех нейтрино также убывает, и все они превращаются в
электроны. Разумеется, в действительности ничего подобного не происходит,
но теоретики, исследуя уравнения, описывающие частицы и взаимодействия,
могут изучать следствия подобных воображаемых превращений.
Только что описанная картина служит примером глобального
калибровочного преобразования. Оно глобально, так как "поворот ручки"
изменяет природу каждого электрона и каждого ней-
5 Девис П,
130
Суперсила
трино во всей Вселенной. В предыдущей главе мы видели, как переход от
глобальной калибровочной симметрии к локальной приводит к возникновению
силовых полей, необходимых для компенсации изменяющихся от точки к точке
калибровочных преобразований. Меняя калибровку местоположения в каждой
точке, мы пришли к необходимости ввести понятие гравитационного поля.
Глобальное калибровочное преобразование, производимое волшебной ручкой,
также можно превратить в локальное калибровочное преобразование.
Вообразим, что в каждой точке пространства имеется своя волшебная ручка и
что все ручки установлены в различных положениях. В таком случае для
поддержания симметрии необходимы новые силовые поля, компенсирующие
хаотическую установку ручек от точки к точке. Оказывается, что эти новые
силовые поля точно описывают слабое взаимодействие. Соответствующая
калибровочная симметрия гораздо сложнее, чем в случае электромагнитного
взаимодействия; это усложнение выражается в том, что для поддержания
симметрии необходимы три новых силовых поля, в отличие от единственного
электромагнитного поля. Нетрудно получить и квантовое описание этих трех
полей: должны существовать три новых типа частиц - переносчиков
взаимодействия, по одному для каждого поля.
Насколько точно эти поля описывают слабое взаимодействие? Они
призваны компенсировать изменение от точки к точке степени смешивания
электронов и нейтрино. (Теория Вайнберга - Са-лама применима также к
другим лептонам и кваркам.) Это означает, что при испускании или
поглощении кванта поля, природа частицы тут же изменяется. Электрон может
превратиться в нейтрино, нейтрино - в электрон. Именно так и происходит
под действием слабых сил.
На рис. 17 показан типичный процесс, обусловленный слабым
взаимодействием. Экспериментатор наблюдает его при столкновении
(рассеянии) нейтрона (п) и нейтрино (ve), когда обе частицы превращаются
в протон (р) и электрон (е). При более детальном описании с
использованием частиц-переносчиков d-кварк в нейтроне превращается в w-
кварк (тем самым нейтрон превращается в протон) с испусканием виртуальной
частицы (на диаграмме показана пунктиром), которая затем поглощается
нейтрино (при этом нейтрино превращается в электрон). Так как протон
обладает положительным электрическим зарядом, виртуальная частица должна
уносить отрицательный заряд (по закону сохранения электрического заряда).
Этот отрицательный заряд "оседает" на электроне. Отрицательно заряженный
переносчик слабого взаимодействия получил название W^-частицы. Должна
существовать и положительно заряженная античастица W+, которая служила бы
переносчиком слабого взаимодействия, например, от антинейтрона к
антинейтрино.
Великая троица
131
Рис. 17. В процессе слабого взаимодействия, происходящего при
столкновении нейтрона (п) с нейтрино (ve), они превращаются в протон (р)
и электрон (е~). Тщательный анализ показывает, что это превращение
происходит в результате обмена тяжелой заряженной частицей (промежуточным
векторным бозоном W~)< Обмен \V" соответствует превращению нейтрона в
протон, причем в момент ис' пускания изменяется аромат одного из
образующих нейтрон кварков (d -> и)
Частицы W+ и W~ являются переносчиками двух из трех связанных со
слабым взаимодействием полей, предсказанных теорией Вайнберга - Салама.
Третье поле соответствует электрически нейтральной частице-переносчику,
получившей название Z-частицы. Когда теория Вайнберга - Салама была
сформулирована впервые, мысль о нейтральной частице - переносчике слабого
взаимодействия была новой. Существование Z-частицы означало бы, что
слабое рзаимодействие могло бы не сопровождаться переносом электрического
заряда. Пример такого процесса приведен на рис. 18: электрон и нейтрино
рассеиваются, обмениваясь Z-частицей. В 1973 г. в длительном
эксперименте, проведенном в ЦЕРНе, было продемонстрировано существование
Предыдущая << 1 .. 58 59 60 61 62 63 < 64 > 65 66 67 68 69 70 .. 136 >> Следующая