ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2021
Просмотров: 1386
Скачиваний: 2
Электромагнитные
Электромагнитные
и
и
слабые
слабые
взаимодействия
взаимодействия
Описание
процесса
переворота
спина
электрона
на
языке
квантовой
теории
поля
означает
уничтожение
электрона
в
состоянии
со
спином
«
вверх
»
и
рождение
электрона
со
спином
«
вниз
».
При
этом
рождается
квант
электромагнитного
поля
.
Переворот
спина
электрона
отвечает
взаимодействию
с
электромагнитным
полем
.
Квант
электромагнитного
поля
взаимодействует
с
электрическим
зарядом
,
но
сам
не
имеет
электрического
заряда
.
Поле
,
соответствующее
электромагнитным
переходам
,
является
электрически
нейтральным
.
При
перевороте
изоспина
кварка
—
превращении
u-
кварка
в
d-
кварк
—
происходит
изменение
электрического
заряда
кварка
.
При
этом
рождается
квант
поля
,
который
уносит
электрический
заряд
.
Поле
,
связанное
с
таким
переходом
,
электрически
заряженное
.
Его
кванты
имеют
электрический
заряд
.
Это
кванты
слабого
поля
—
W
+
-,
W
−
-
бозоны
.
Т
.
е
.
процессы
слабого
взаимодействия
описываются
аналогично
процессам
электромагнитного
взаимодействия
.
Развитие
симметрии
между
электромагнитным
и
слабым
взаимодействиями
привело
к
единой
теории
электрослабого
взаимодействия
.
W
W
+
+
, W
, W
-
-
, Z
, Z
-
-
бозоны
бозоны
Переносчиками
слабого
взаимодействия
являются
W
+
, W
-
, Z
бозоны
которые
часто
называют
промежуточными
бозонами
.
Бозоны
W
и
Z
были
предсказаны
теоретически
задолго
до
их
экспериментального
обнаружения
как
«
промежуточные
»
частицы
,
переносящие
слабое
взаимодействие
.
Слабое
взаимодействие
,
также
как
и
электромагнитное
,
передается
частицами
со
спином
J
=
1.
Однако
,
в
отличие
от
переносчика
электромагнитного
взаимодействия
—
фотона
, W
+
, W
-
бозоны
являются
заряженными
частицами
.
Z-
бозон
,
также
как
и
фотон
,
не
имеет
электрического
заряда
.
Диаграмма
1
описывает
слабые
взаимодействия
фермионов
(
они
обозначены
f
1,2,3,4
)
посредством
обмена
заряженным
промежуточным
бозоном
W.
Диаграмма
2
описывает
случай
рассеяния
электронного
антинейтрино
на
электроне
.
Возможны
слабые
процессы
,
в которых
происходит
обмен
нейтральным
Z-
бозоном
.
В
этом
случае
электрические
заряды
взаимодействующих
лептонов
не
изменяются
(
диаграмма
3).
W
W
+
+
, W
, W
-
-
, Z
, Z
-
-
бозоны
бозоны
1
2
3
W
1
f
3
f
4
f
2
f
W
e
ν
e
−
e
ν
e
−
Z
e
ν
e
ν
e
−
e
−
Пример
Пример
Исходя
из
характеристик
переносчиков
слабого
взаимодействия
W
±
-
и
Z
-
бозонов
,
определить
радиус
слабых
сил
.
Массы
W-
и
Z-
бозонов
:
80
W
m
≈
ГэВ
/c
2
,
90
Z
m
≈
ГэВ
/c
2
.
Радиус
действия
слабых
сил
W
a
связан
с
массой
переносчиков
взаимодействия
W-
и
Z-
бозонов
соотношением
2
2
,
W
W
Z
c
c
a
m c
m c
≈
≈
следующим
из
соотношения
неопределенности
E t
Δ Δ ≈
.
Действительно
,
нарушение
закона
сохранения
энергии
на
величину
2
2
W
Z
E m c
m c
Δ =
≈
ненаблюдаемы
в
течение
временных
интервалов
2
2
.
W
Z
t
E
m c
m c
Δ ≤
≈
≈
Δ
Так
как
100
W
Z
m
m
≈
≈
ГэВ
/c
2
,
имеем
3
0, 2
ГэВ Фм
2 10
Фм
.
100
ГэВ
W
a
−
⋅
≈
= ⋅
Sheldon
Lee
Glashow
Abdus
Salam
Steven
Weinberg
В
1967.
С
.
Вайнберг
,
А
.
Салам
и
Ш
.
Глэшоу
создали
модель
электрослабого
взаимодействия
,
объединившую
электромагнитное
и
слабое
взаимодействия
.
Квантами
поля
,
переносящими
слабое
взаимодействие
являются
W
+
, W
–
и
Z
бозоны
.
Нобелевская
премия
по
физике
1979
г
.
-
Ш
.
Глэшоу
,
А
.
Салам
и
С
.
Вайнберг
.
За
вклад
в
теорию
объединённого
слабого
и
электромагнитного
взаимодействия
между
элементарными
частицами
,
включающий
в
том
числе
предсказание
слабого
нейтрального
тока
.