Лептоны и кварки - Окунь Л.Б.
ISBN 5-02-014027-9
Скачать (прямая ссылка):
В некотором смысле первая часть книги (гл. 1-17) может рассматриваться
как теоретический комментарий к известным таблицам элементарных частиц,
так называемым таблицам Розен-фельда, извлечения из которых приведены в
конце книги (см. гл. 30). Во время лекций эти таблицы лежали перед
студентами и результаты расчетов сравнивались с соответствующими
экспериментальными данными. Такое же сравнение рекомендуется делать и
читателю.
Вторая часть книги в основном является введением в единую калибровочную
теорию электромагнитного и слабого взаимодействия (гл. 18-24). Здесь
описан хиггсов механизм спонтанного нарушения калибровочной симметрии и
обсуждены ожидаемые свойства промежуточных и хиггсовых бозонов. При этом
основной упор сделан не на формально-математические, а на физические
вопросы калибровочной теории. В частности, подробно обсуждается роль
сохраняющихся токов и скалярных бозонов в компенсациях, благодаря которым
ликвидируется неприемлемо быстрый рост амплитуд, характерный для
продольных компонент векторных бозонов.
Две главы посвящены попыткам создания единых калибровочных теорий всех
взаимодействий: электромагнитного, слабого и сильного (гл. 25), и даже
гравитационного (гл. 26). Краткий экскурс в астрофизику и космологию в
связи со свойствами члрмрнтяпвыу нягтип гплрпжит г .л 27. чятем pjipnveT
аннотипован ный
6
ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ
обзор литературы (гл. 28) и математическое приложение (гл. 29)*), с
которым рекомендуется ознакомиться, прежде чем приступать к работе над
книгой.
Книга рассчитана на физика-экспериментатора, знакомого с релятивистской
квантовой механикой и некоторыми элементами квантовой теории поля и,
возможно, несколько подзабывшего детали (последнее не необходимо). Вообще
я пытался работать не прибегая к операторному аппарату квантовой теории
поля, а используя язык фейнмановских графиков. Для понимания большинства
выкладок, проводимых в книге, достаточно знаний, которые можно
приобрести, прочитав книги Р. Фейнмана "Фундаментальные процессы" и
"Квантовая электродинамика". Мне хотелось показать, как много можно
объяснить, вычислить и даже предсказать, используя самые простые
средства. Первоначально замысел заключался в том, чтобы написать книгу
так просто, чтобы ее можно было читать в автобусе. Однако реализовать
этот замысел не удалось, и чтение ряда глав, возможно, вызовет трудности
у читател я-студента.
Что касается физики, то, как видно уже из названия "Леп-тоны и кварки",
все изложенное базируется на кварковой модели адронов. Дело в том, что
книга задумана как второй том двухтомника по теории элементарных частиц,
первый том которого "Адроны и кварки" представляет собой элементарное
введение в кварково-глюонную теорию сильных взаимодействий. К сожалению,
первый том пока не закончен. С другой стороны, о кварках и глюонах
сегодня пишут даже в газетах, не говоря уже о многочисленных популярных
статьях, и поэтому вряд ли найдется студент-физик, не знающий, что такое
цветовая симметрия.
Пользуюсь возможностью выразить глубокую благодарность Ю. Ю. Клоссу и С.
В. Семенову, которые вели подробные записи лекций, Э. Г. Гуляевой и И. А.
Тереховой, которые очень помогли мне при подготовке рукописи, И. С.
Цукерману, который составил таблицы экспериментальных данных (гл. 30). Я
благодарен тем моим друзьям и коллегам, которые прочли рукопись книги и
сделали много очень ценных замечаний.
Особенно я благодарен моим соавторам по научным статьям:
A. И. Вайнштейну, М. Б. Волошину, В. Н. Грибову, А. Д. Долгову,
B. И. Захарову, Я-Б. Зельдовичу, Б. Л. Иоффе, И. Ю. Кобзареву, В. А.
Новикову, Б. М. Понтекорво и М. А. Шифману. Общение с ними дало мне
возможность лучше понять многие из вопросов, затронутых в книге.
*) Во втором издании математическое приложение предшествует обзору
литературы.
I
1. ВВЕДЕНИЕ
Как известно, слабое взаимодействие ответственно за большое число
различных физических процессов: ядерный (3-распад, многочисленные распады
элементарных частиц, нейтринные реакции, несохранение четности в 7-
распадах ядер и в оптических спектрах атомов. В слабом взаимодействии
принимают прямое участие как адроны, так и лептоны. Оно играет важную
роль в астрофизике: в ядерных реакциях на Солнце, в механизме взрыва
сверхновых звезд.
Отдельные слабые процессы используются сегодня в технике (например,
угловая асимметрия в распаде мюона дает уникальную возможность для
анализа тонких химических эффектов). Однако интерес к слабому
взаимодействию связан в основном не с этим, а с тем, что его исследование
открывает путь к построению единой теории элементарных частиц и
взаимодействий между ними. Практические же следствия такой единой теории
не могут не быть исключительно важными, хотя сегодня их очень трудно
предугадать.
Характерным отличием слабого взаимодействия от более сильных
взаимодействий - сильного и электромагнитного - является то, что оно
нарушает целый ряд законов сохранения: пространственной четности Р,
