БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (СЛ)

Во-вторых, кроме членов и , в токе появились ещё другие члены: мюонный, , переводящий мюонное нейтрино n mв мюон [мюонное нейтрино было открыто экспериментально в 1962, и нейтрино, выступающее в реакциях совместно с электроном (позитроном), стали называть электронным и обозначать символом n e], и странный адронный ток, приводящий к распаду странных частиц (К-мезонов и гиперонов). Что касается нуклонного тока ,то он теперь выступает ках одно из проявлений адронного тока, не меняющего странность.

Адронные токи (нестранный и странный) более сложны, чем лептонные, поскольку число известных лептонов мало (е ±, n e, , m ±, n m, ), а число известных адронов достигает нескольких сотен. Можно, однако, предположить, что все известные адроны построены из трёх типов более элементарных частиц, которые получили название кварков: протонного кварка р, нейтронного кварка n, странного кварка l и их античастиц — антикварков. Нуклоны состоят из трёх кварков: р = ppn, n = nnp; L-гиперон, например, содержит в своём составе наряду с р- и n -kварками ещё и странный кварк: L = pn l ; мезоны состоят антикварка: , , , , , . Гипотеза кварков прекрасно объясняет широкий круг явлений, относящихся к свойствам сильных и электромагнитных взаимодействий адронов и их классификации. Согласно этой гипотезе, b-распад нейтрона происходит за счёт того, что в нейтроне один нейтронный кварк превращается в протонный кварк, испуская пару е - . Аналогично, распад L ® р + е -+ происходит за счёт превращения l-кварка в р -кварк: l ® р + е -+ , при этом слабый адронный ток можно записать в виде:

, (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 j wсуммарный 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 j wи 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 j wи за них ответственно. В клетках таблицы перенумерованы соответствующие процессы.

Таблица слабых процессов

	1 2 3 4	2 5 6 7	3 6 8 9	4 7 9 10

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

1. Произведение токов описывает упругое рассеяние n e+ e ® n e+ 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 ++ n e+ и m -® e -+ + , которые хорошо изучены и прекрасно описываются теорией.

3 . Произведение токов ответственно за b-распады ядер и распады типа p + ® e ++ n eи . 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.