Лептоны и кварки - Окунь Л.Б.
ISBN 5-02-014027-9
Скачать (прямая ссылка):
А/Пд/А/Ид-да 3,2-10-1 и xD да 1,6-10_3. Последнюю оценку следует
рассматривать как верхнюю границу для xD.
На опыте поиски D°"->D° переходов ведут, используя "меченые" П°-мезоны.
Например, D(r)-мезон, возникающий при распадеD*+ -*--*D°n+, метится знаком
заряда я-мезона. В качестве распадного канала удобно выбрать распад D°-
+K~я+. Свидетельством перехода D(r) -+ D(r) было бы наблюдение у меченого
?>(r)-мезона распада на К+я-. В наиболее точном из выполненных до сих пор
поисковых опытов было установлено, что Гд<1,4%, где
t
Рис. 14.12
Рис. 14.13
Q2
А тк = cosa 0 sina
Ат° = cosа 0 sina 0/bm|mD,
ЛГ(В°-+?>°-"К+л~) N (О0 ->¦ К~п+)
138
14. РАСПАДЫ ОЧАРОВАННЫХ АДРОНОВ
Легко показать, что г0да7гхЬ и. следовательно, <0,17 (на уровне
достоверности 90%). В принципе, D°-Me30H мог_бы распадаться на К+п~ и без
перехода в D0 - непосредственно, за счет взаимодействия sina0 (dc) (us).
Однако чтобы увидеть этот процесс" нужен более высокий уровень точности;
ведь sin4 0 ~ 2,5-10_(r). Когда эксперименты выйдут на этот уровень
точности, то чтобы избавиться от дважды кабиббовски подавленных распадов,
целесообразно будет искать ?)°4-"?)0-переходы, наблюдая рождение и
распады пар D°D°, возникающих при распаде г|э (3770). В этом случае D0 и
D0 рождаются в P-волне и в силу принципа Бозе - Эйнштейна прямые распады
D0 и D° в тождественные'каналы (например, оба в К+п) запрещены. Следует
подчеркнуть, что этот запрет относится к прямым распадам, а не к
распадам, идущим за счет вакуумных переходов.
Зачем надо изучать слабые распады, очарованных адронов?
На первый взгляд, дальнейшее изучение распадов очарованных частиц
большого интереса не представляет. Нет сомнения, что в общем и целом
стандартная модель правильно описывает эти распады. А надежды, что в
обозримом будущем теоретическое описание отдельных каналов достигнет на
основе КХД, скажем, процентной точности, нет. Но заключение о
бесперспективности изучения распадов очарованных частиц ошибочно по
целому ряду причин.
1. Эти распады очень интересны, поскольку дают богатейшие возможности
количественного исследования хромодинамических эффектов в промежуточной
области энергий, так сказать, на пороге асимптотической свободы. Тут
очень ценна была бы дая?е 10-процентная точность. Уже имеющиеся данные
указывают на существование неожиданных соотношений между вероятностями
различных распадов и дают пищу для размышлений о роли различных
механизмов взаимодействия кварков и глюонов, о механизме адро-низации -
тяжелого кварка.
2. Детальное понимание физики чарма, "с-физики", необходимо для изучения
"Ь-физики", которая, в свою очередь, очень интересна в целом ряде
отношений и особенно в связи с проблемой нарушения СР-инвариантности.
3. Детальное понимание "с-физики" необходимо, для того чтобы расчистить
поле для поисков неожиданных проявлений "новой физики", лежащей за
пределами стандартной модели. Здесь имеются
1 виду поиски массы vT, поиски экзотических распадов с-кварков зг счет
меняющих аромат нейтральных токов, поиски D°-D°-перемешивания и эффектов
нарушения СР-инвариантности.
УНИТАРНАЯ МАТРИЦА лХл
139
Именно потому, что в стандартной модели ожидаемое D°-D°-перемешивание и
эффекты СД-нарушений, обусловленные "пингвин-ными" диаграммами,
исключительно малы, обнаружение этих явлений было бы ярким, практически
бесфоновым сигналом существования нестандартной физики.
15. КВАРКИ ТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ
Как известно, из двух кварков третьего поколения на опыте пока найден
лишь один: Ь-кварк с массой ть, примерно равной 5 ГэВ. Относительно /-
кварка экспериментально известна лишь нижняя граница для его массы: /га,
^70 ГэВ. Согласно не вполне надежным теоретическим расчетам, масса /-
кварка по порядку величины близка к 100 ГэВ и уж во всяком случае не
превышает 200 ГэВ. (На большую массу /-кварка указывает сильное вакуумное
перемешивание В0, обсуждаемое ниже в этой главе. О верхней границе для
/га, можно судить по отсутствию аномально больших электрослабых
радиационных поправок.)
Слабые взаимодействия Ь- и /-кварков вызваны тем, [что эти частицы
участвуют в слабом заряженном токе /д. В общем виде этот ток можно
записать следующим образом: .
/д = 2а?.УдУ'*х?>
где а 1 - и, а2 = с, а3 = /, х1 = d, xa = s, х3 = Ь, а (от греческого
"ано"-верх) обозначает "верхние" кварки, х (от греческого "като"- низ),
обозначает "нижние" кварки:
"i = - Ys). *i = Y(l+Y5)*.
V-унитарная матрица 3x3. Если бы матрица V была единичной (F'ft= 6'ft),
то заряженный ток имел бы структуру ud+cs + tb. При этом s- и b-кварки
были бы стабильны, а следовательно, были бы стабильны странные частицы и
Ь-адроны. В действительности, как мы знаем, и странные частицы, и b-
адроны нестабильны. Поэтому нам необходимо рассмотреть матрицу V наиболее
общего вида.
Унитарная матрица пХп
Для общности рассмотрим ток, в котором га х-кварков переходят в га а-
кварков. Выясним, сколько независимых параметров определяют вид унитарной
