Файл: Конспект лекций по общей физики (1-4 семестр).pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.03.2025

Просмотров: 4018

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

384

2) Распад пиона (РИС. 50.4)

π+u μ+

Рис. 50.4

7.6. Теории фундаментальных взаимодействий

1. Квантовая электродинамика

Квантовая электродинамика – теория взаимодействия фотонов и электронов.

2. Квантовая хромодинамика

Квантовая хромодинамика – теория взаимодействия глюонов и кварков.

3. Стандартная теория электрослабого взаимодействия

Стандартная теория описывает слабое и электромагнитное взаимодействия как единое взаимодействие.

Электрослабая симметрия: должны существовать 4 безмассовых бозона – 2 заряженных и 2 нейтральных + массивный бозон Хиггса.

В реальности существуют 1 безмассовый бозон (фотон) и 3 массивных ( и ).

Константы взаимодействий

Константа

Константа

электромагнитного взаимодействия

слабого взаимодействия

e

2

2

1

α

αW

g

gW ,

W

c

c

30

gW – слабый заряд; gW > e

Характеристики бозона Хиггса

1.Энергия W ≈ 116 ÷ 130 ГэВ

2.Спин s = 0

3.Электрический заряд Q = 0

Роль бозона Хиггса

1.Массы лептонов, кварков и промежуточных бозонов

2.Нарушение CP- и P-симметрий при слабом взаимодействии

3.Количественное преобладание u-кварков над d-кварками

4.Теория Великого объединения

Теория Великого объединения описывает сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия как единое взаимодействие.

Константа сильного взаимодействия

αS αGU 401 .

385

Заряды – сильный, слабый, электрический – функции 4-импульса; соответственно, константы взаимодействий также зависят от 4-импульса. Причина этого – поляризация вакуума. (Это явление аналогично поляризации диэлектрика.)

Благодаря поляризации вакуума с ростом 4-импульса сильный gS и слабый gW заряды растут, а электрический заряд e – падает.

Константы взаимодействий выравниваются и цветовая и электрослабая симметрии объединяются при энергиях

W

1014

1015ГэВ

.

Единая симметрия: должны существовать 24 бозона – глюоны, промежуточные бозоны, фотон, X-, Y-бозоны.

Характеристики X-, Y-бозонов

1.

Энергия W ≈ 1015 ГэВ

2.

Спин s = 1

3.

Электрический заряд QX

4

, QY

3

4. Каждый бозон характеризуется 3

1 3

цветами.

ПРИМЕРЫ

1) Превращение протона в позитрон

2) Превращение нейтрона в электронное

(РИС. 50.5)

антинейтрино (РИС. 50.6)

u

e+

u

X

Y

u

d

Рис. 50.5

Рис. 50.6

5. Суперобъединение

Теория суперобъединения описывает все фундаментальные взаимодействия как одно взаимодействие.

Суперсимметрия реализуется при энергиях W ≈ 1019 ГэВ и на расстояниях r ≈ 10–33 см для объектов массой порядка mPl = 102 кг (масса Планка). При таких условиях энергия гравитационного поля сравнивается с кинетической энергией частиц при их электромагнитном взаимодействии.

При энергиях и импульсах порядка массы Планка гравитационное взаимодействие становится определяющим.

Смотрите также файлы