Большая Советская Энциклопедия (СЛ) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 4

,     (3)

где

 — оператор рождения р -кварка (уничтожения -кварка), n — оператор уничтожения n -кварка (рождения - кварка), l — оператор уничтожения l-кварка (рождения -кварка), J — т. н. угол Кабиббо, который, как показал опыт, равен примерно 15°. То, что sinJ < cosJ, отражает тот факт, что распады с изменением странности частиц подавлены (идут с меньшей вероятностью) по сравнению с распадами, в которых странность сохраняется. Например, распад L ® р + е- +  подавлен по сравнению с распадом нейтрона n ® p + е- + . Это утверждение не следует понимать, однако, слишком буквально, т. к. вероятность распада определяется не только силой взаимодействия соответствующих токов, но и величиной энергии, выделяющейся в распаде, а именно пропорциональна пятой степени этой энергии. А энерговыделение в распаде нейтрона на два порядка меньше, чем в распаде L-гиперона. Т. о., малость sinJ означает лишь, что L-гиперон хотя и распадается на 10 порядков быстрее нейтрона, однако примерно в 20 раз медленней, чем распадался бы нейтрон, если бы он имел массу L-гиперона.l

  Если обозначить через jw суммарный слабый ток:

,     (4)

то энергия (более точно — лагранжиан L ) С. в. приобретает вид:

;     (5)

здесь G — константа С. в., индекс + означает сопряжённый ток:

.     (6)

  Каждое из слагаемых в токах jw и

  представляет собой сумму вектора и аксиального вектора, например . Такое выражение для С. в. описывает все известные слабые процессы, кроме т. н. нейтральных токов (см. ниже). Эти процессы можно расклассифицировать по тому, произведение каких слагаемых в токах jw и    за них ответственно. В клетках таблицы перенумерованы соответствующие процессы.

Таблица слабых процессов

12342567368947910

Клетки таблицы, симметричные относительно диагонали, содержат прямые и соответствующие обратные процессы.

  1. Произведение токов

 описывает упругое рассеяние ne + e ® ne + е; на опыте это рассеяние пока не обнаружено, но точность экспериментов несколько хуже необходимой для измерения предсказываемой теорией величины.

  2. Произведение токов

 ответственно за распады m+ ® e+ + ne +  и m- ® e- +  + , которые хорошо изучены и прекрасно описываются теорией.

  3. Произведение токов

 ответственно за b-распады ядер и распады типа p+ ® e+ + ne и . Вероятность последнего распада на основе аналогии между слабым векторным током и электромагнитным током (на основе гипотезы сохраняющегося векторного тока) была предсказана Я. Б. Зельдовичем и С. С. Герштейном ещё в 1955; последующие эксперименты подтвердили это предсказание. Это же взаимодействие приводит к нейтринной реакции  + р ® е+ + n, обнаруженной в 1956 Ф. Райнесом и К. Коуэном (США) в пучке антинейтрино от ядерного реактора.

  4. Произведение токов

 ответственно за b-распады странных частиц, в которых меняется странность, например L ® р + е- + , å- ® n + e- + , К+ ® е+ + ne , К+ ® е+ + ne + p и т. д. В этих распадах имеют место следующие правила отбора, вытекающие из вида слабого тока и подтвержденные на опыте: 1)DS = ± 1, где DS — изменение странности адронов, участвующих в распаде (DS = S1 — S2 , S1 — странность распадающегося адрона, S2 —  странность адронов, появившихся в результате распада); 2) DS = DQ, где DQ — изменение электрического заряда адронов; 3) DT=1 /2 , где DT — изотопический спин странного адронного тока.

  5. Произведение токов

 приводит к процессу nm ® m+ + m- + nm , который должен происходить при взаимодействии нейтрино высокой энергии с кулоновским полем ядра. Теоретически предсказанная величина сечения процесса меньше предела, достигнутого при экспериментальных поисках этого процесса.

  6. Произведение токов

 ответственно за процессы захвата мюонов атомными ядрами, в основе которых лежит реакция m- + р ® n + nm . Этот захват детально изучен для большого числа различных ядер. Кроме того, это же произведение ответственно за основной канал распада заряженных p-мезонов: p+ ® m+ + nm , p- ® m- + , а также за основную часть нейтринных реакций при высоких энергиях, которые наблюдаются в пучках нейтрино, образованных при распадах p- и К-мезонов, рождающихся при бомбардировке ядер энергичными протонами от ускорителей. Такие нейтринные пучки имеются в ряде лабораторий. При столкновении энергичного нейтрино с нуклоном могут происходичь как квазиупругие процессы: nm + n ® m- + р или  + р ® m+ + n, так и неупругие: nm () + нуклон ® m- (m+ ) + нуклон + мезоны. В обычных пучках нейтрино высоких энергий доля электронных нейтрино мала, т. к. p-мезоны в основном распадаются с испусканием m и nm .