Cтраница 3
Здесь мы опробировали одну из наиболее фундаментальных концепций современной физики, а именно концепцию калибровочной теории поля. Калибровочная теория привела Стивена Вайнберга и Абдуса Салама к созданию единой теории слабых и электромагнитных взаимодействий. [31]
Это - теория Вайнберга - Салама ( 1967), в которой объединены слабые и электромагнитные взаимодействия, а также теория, получившая название квантовой хромодинамики, в которой различные проявления сильных взаимодействий сводятся к взаимодействию так называемых кварковых и глюонных полей. [32]
Фактически этот процесс обратен процессу неупругого рассеяния свободного электрона на ядре в основном состоянии. Внешнее сходство процессов (14.38) и (14.39) также служит указанием на возможность внутреннего сходства слабых и электромагнитных взаимодействий. [33]
На очередь стало создание большого объединения, идея которого состоит в том, что сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия представляют собой различные проявления одного фундаментального взаимодействия, характеризуемого одной безразмерной константой. [34]
Начать нужно с того, что называется сильными взаимодействиями ядерных частиц. Существуют взаимодействия, которые ответственны за мощные ядерные силы, в отличие, например, от относительно более слабых электромагнитных взаимодействий. Взаимодействия сильны в том смысле, что если две частицы сойдутся так близко, чтобы быть способными взаимодействовать, то взаимодействуют они очень мощно и создают другие частицы очень легко. Ядерные частицы обладают еще так называемым слабым взаимодействием, в результате которого происходят такие вещи, как бета-распад; но они всегда происходят очень медленно ( по ядерным масштабам времени): слабые взаимодействия на много-много порядков величины слабее, чем сильные, и даже слабее, чем электромагнитные. [35]
Основой классификации элементарных частиц является деление их на два больших класса - адроыов и лептонов. Адро-ны - это элементарные частицы, принимающие участие в сильных взаимодействиях, в то время как лептоны участвуют в слабых и электромагнитных взаимодействиях. Под барионами подразумеваются все адроны, которые в реакциях между элементарными частицами могут превращаться в протоны или получаться из них. По существу это означает следующее. В принципе же возможен процесс аннигиляции протона и электрона, так как при этом не нарушался бы ни один из известных законов сохранения. [36]
Мы закончим обсуждение топологических солитонов важным примером - магнитным монополем т Хоофта - Полякова. Интерес к этим решениям вызван в первую очередь тем, что они существуют в четырехмерном пространстве-времени и присущи всем моделям, объединяющим сильные, слабые и электромагнитные взаимодействия в рамках калибровочной теории с компактной полупростой калибровочной группой. Такие модели называют теориями большого объединения. Не удивительно, что ведется экспериментальный поиск монополей, который, правда, не привел ( пока. [37]
Мы закончим обсуждение топологических солитонов важным примером - магнитным монополем т Хоофта - Полякова. Интерес к этим решениям вызван в первую очередь тем, что они существуют в четырехмерном пространстве-времени и присущи всем моделям, объединяющим сильные, слабые и электромагнитные взаимодействия в рамках калибровочной теории с компактной простой или полупростой калибровочной группой. Такие модели называют теориями большого объединения. Не удивительно, что ведется экспериментальный поиск монополей, который, правда, не привел ( пока. [38]
Изотопический спин 1 определяет число частиц в одном зарядовом мультиплете. Сильные взаимодействия элементарных частиц обладают свойством инвариантности относительно величины изотопического спина. Слабое и электромагнитное взаимодействия нарушают симметрию в изотопическом пространстве, поэтому изотопический спин перестает быть строгим квантовым числом. [39]
Природа нестабильной частицы наиболее точно, по-видимому, описывается введением понятия о квазистационарном состоянии, которое хорошо известно еще из нерелятивистской квантовой механики. Включение Я вызывает распад частицы а. В случае метастабильной частицы Я содержит слабые и электромагнитные взаимодействия, а в случае резонансов - кроме того, и часть сильных взаимодействий. При учете Я состояния частицы а являются квазистационарными. [40]
Слабое взаимодействие ответственно за распады ад-ронов и лептонов, стабильных относительно сильного и электромагнитного взаимодействий. Эффективный радиус слабого взаимодействия не превышает 10 - 16 см. Поэтому на больших расстояниях оно существенно слабее электромагнитного, которое, в свою очередь, до расстояний порядка 10 - 13 см слабее сильного взаимодействия. На расстояниях, меньших 10 ld см, слабые и электромагнитные взаимодействия, как выяснилось в последнее время, образуют единое электрослабое взаимодействие. Возможно, что не только слабое и электромагнитное взаимодействия имеют единую природу, но и остальные виды взаимодействия представляют собой проявление некоторого единого фундаментального взаимодействия. [41]
Де Виттом была построена последовательная схема квантования безмассовых полей Янга - Миллса. Салам независимо друг от друга предложили объединенную калибровочную модель слабых и электромагнитных взаимодействий, в которой электромагнитное поле и поле промежуточного векторного мезона объединялись в мультиплет полей Янга - Миллса. [42]
Прогресс квантовой теории поля за последние 10 лет в значительной мере связан с развитием теории полей Янга - Миллса или, как их иногда называют, калибровочных полей. Эти поля открывают новые возможности для описания взаимодействий элементарных частиц в рамках квантовой теории поля. Калибровочные поля участвуют в большинстве современных моделей как сильных, так и слабых и электромагнитных взаимодействий. При этом возникает чрезвычайно привлекательная перспектива объединения всех взаимодействий в одно универсальное. [43]
Слабое взаимодействие ответственно за распады ад-ронов и лептонов, стабильных относительно сильного и электромагнитного взаимодействий. Эффективный радиус слабого взаимодействия не превышает 10 - 16 см. Поэтому на больших расстояниях оно существенно слабее электромагнитного, которое, в свою очередь, до расстояний порядка 10 - 13 см слабее сильного взаимодействия. На расстояниях, меньших 10 ld см, слабые и электромагнитные взаимодействия, как выяснилось в последнее время, образуют единое электрослабое взаимодействие. Возможно, что не только слабое и электромагнитное взаимодействия имеют единую природу, но и остальные виды взаимодействия представляют собой проявление некоторого единого фундаментального взаимодействия. [44]
В этих лекциях обсуждается поведение слабых и электромагнитных процессов при высоких энергиях. Основное внимание будет уделено области глубокой неупругости в лептон-адронном рассеянии. Эта тема интересна и еще далека от завершения. Можно даже надеяться, что - использование именно слабых и электромагнитных взаимодействий в качестве зонда для исследования структуры адронрв на малых расстояниях даст решающую информацию об адронах. [45]