Теория - электрослабое взаимодействие
Cтраница 3
После инфляции плотность всех частиц, включая барионы, оказывается экспоненциально малой. Это означает, что мы не можем, как раньше, предполагать, что наблюдаемый сейчас избыток барионов над антибарионами существовал с самого начала. Необходимо пред пол ожить, что барионы появились после инфляции за счет механизмов, основанных на знаменитой идее Сахарова. Но изучение этого вопроса Кузьминым, Рубаковым и Шапошниковым показало, что непертурбативные процессы, идущие в ранней Вселенной до фазового перехода, в теории электрослабых взаимодействий обычно приводят к выгоранию барионной асимметрии, образовавшейся сразу после конца инфляции. [31]
Наблюдаемые в природе физические явления описываются с помощью четырех фундаментальных типов взаимодействий основных частиц, которые также называются фундаментальными. Число фундаментальных частиц невелико, тогда как число так называемых элементарных частиц продолжает неуклонно увеличиваться. Класс элементарных частиц в настоящее время включает в себя не только фундаментальные частицы, но и составные, которые образованы из фундаментальных. На сегодняшний день физика микромира опирается на стандартную модель трех фундаментальных взаимодействий частиц, которая включает теорию сильных взаимодействий - квантовую хромодинамику ( КХД) и объединенную теорию слабых и электромагнитных взаимодействий - теорию электрослабых взаимодействий или стандартную модель слабых взаимодействий. Кроме этого современная физическая картина мира содержит также теорию гравитации - четвертого фундаментального взаимодействия. [32]
S не сохраняется в слабом взаимодействии. Так, квантовая электродинамика основана на существовании сохраняющегося К. В теориях электрослабого взаимодействия вводятся также различные лептонные числа, характеризующие лептоны. Сильно взаимодействующие частицы - адроны состоят из кварков ( взаимодействие к-рых описывается квантовой хромодинампкой), характеризующихся цветом и ароматом. Цвет ( одно из квантовых чисел) может принимать для кварков три значения, а для глюонов - восемь. Все наблюдавшиеся до сих пор частицы бесцветны - построены из комбинаций кварков с нулевым суммарным цветом. [33]
 |
Изменение констант различных взаимодействий в зависимости от их энергии ( по. [34] |
Коротко подведем итоги обсуждения. Изменения а, относительно изменений других постоянных являются малыми и поэтому не показаны на рисунке. Возникает естественный вопрос о проверке полученных в теории результатов. Напомним, что предсказания теории электрослабого взаимодействия были проверены в прямых экспериментах на мощных ускорителях. Однако ускорители с энергиями 1015 ГэВ ( характерная энергия ТВО) и выше создать на Земле практически невозможно, поэтому проверка выводов теории Великого объединения по исследованию распада протона является косвенной. Каким образом можно проверить данные, относящиеся к еще большим энергиям. На выручку теории элементарных частиц приходит космология. Поэтому на верхней шкале рис. 74 и отложено время, прошедшее с начала расширения Вселенной. [35]
При высоких энергиях, достижимых на современных ускорителях с встречными протон-антипротонными пучками, ситуация кардинально изменяется. Обмен тяжелыми векторными бозонами происходит теперь столь же эффективно, как и обмен фотонами. При очень высоких энергиях слабое взаимодействие может стать даже сильнее электромагнитного. Здесь законы обычной электродинамики уже не работают. Правильное описание процессов дает новая теория - теория электрослабого взаимодействия, учитывающая как обмен фотонами, так и обмен промежуточными векторными бозонами. Эта теория продолжает теорию Максвелла в область малых расстояний или, что то же самое, в область высоких энергий. [36]
Во-первых, именно в слабых взаимодействиях обнаружено, что может нарушаться закон, казавшийся ранее незыблемым: неразличимость правого от левого; иначе говоря, было обнаружено, что в слабых взаимодействиях нарушается закон сохранения четности. Но наиболее значимым этапом в развитии теории взаимодействий было объединение слабого и электромагнитного взаимодействий в единое - электрослабое взаимодействие, переносчиками которого являются промежуточные W - и Z-бозоны. Мало того, оказалось, что влияние такого обмена можно заметить даже в атомах. Теория электрослабого взаимодействия продолжает теорию Максвелла в область малых расстояний, или, что то же, в область больших энергий. В новой теории взаимодействуют не только заряженные частицы, но и, например, нейтрино с нейтроном. [37]
Подчеркнем, что интенсивность процессов, обусловленных слабым взаимодействием, растет с увеличением энергии весьма быстро. Так, при распаде нейтрона выделяется сравнительно немного энергии ( порядка 1 МэВ), поэтому длительность данного распада велика - 103 с. А ведь как тот, так и другой распад обусловлены слабым взаимодействием. При высоких энергиях, достижимых на современных ускорителях с встречными протон-антипротонными пучками ( энергия порядка 100 ГэВ) обмен тяжелыми промежуточными векторными бозонами происходит столь же эффективно, как и обмен фотонами при таких энергиях интенсивности слабого и электромагнитного взаимодействий могут стать одного порядка. Как заметил профессор А.С. Кондратьев, при очень высоких энергиях слабое взаимодействие может стать даже сильнее электромагнитного. Здесь законы обычной электродинамики уже не работают. Правильное описание процессов дает новая теория - теория электрослабого взаимодействия, учитывающая как обмен фотонами, так и обмен промежуточными векторными бозонами. [38]
Страницы: 1 2 3