Теоретическая физика 20 века - Смородинский Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
распределению в распаде Со60.
Вплоть до лета 1957 г. Паули весьма скептически относился к теории
двухкомпонентного нейтрино. Однако в конце осени 1957 г., после того как
были собраны новые экспериментальные данные, говорившие в пользу этой
теории, и после того как двухкомпонентная формулировка была обобщена на
все слабые взаимодействия, Паули отказался от своих возражений против
теории двухкомпонентного нейтрино.
§ 8. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЛЕПТОНОВ Ядерный (3-распад можно представить
следующим образом:
+ > п^г v.
В этой схеме один лептон поглощается, а один создается. Иными словами,
при надлежащем определении частиц и античастиц полное число лептонов в
процессах распада всегда сохраняется. Это побудило Конопинского и Махмуда
[49] предложить закон сохранения лептонов, чтобы объяснить, почему не
наблюдаются некоторые процессы распада. Если каждой частице приписать
некое лептонное число, то, согласно предложенному закону, сумма лептонных
чисел во всех реакциях должна сохраняться. Лептонные числа обычно
приписываются следующим образом:
/= + 1 для (частиц) бГ, рг, v
Z - - 1 для (античастиц) е+, р+, v
1=0 для я, у, К и всех тяжелых частиц.
*) В работе, представленной Янгом на международный конгресс по
теоретической физики, состоявшийся в Вашингтонском университете 17-21
сентября 1956 г., уже содержалось замечание, что имеет место симметрия
относительно перехода из одной системы координат в другую с одновременным
переходом к антимиру (т. е. с заменой я+ на я', протонов яа антипротоны и
т. д.)*
316
By Цзянъ-сюн
Закон сохранения лептонов позволяет предсказать для каждого лептонного
распада тип испускаемых нейтрино:
п-+ + v, р-> п-\-е* v,
л+ -> Ц+ + V, Я" -" \1~ + V,
(40)
ц+ -"е+ + v + v, \i -xT + v + v, рГ + р->ra + v, \1+ + п->р+ V,
A*->p*-l-v, X'->p" + v,
я*->e+ + v,
Экспериментальное подтверждение указанных значений леп-тонных чисел
явилось бы важным свидетельством в пользу закона сохранения лептонов. В
частности, если спиральности нейтрино и антинейтрино противоположны, то
предсказания процессов распада (40) становятся однозначными. Эксперимент
подтверждает почти все эти предсказания.
Справедливо, конечно, что при наиболее общем подходе к теории (i-распада
не следует вводить ни закона сохранения лептонов, ни двухкомпонентности
нейтрино. Этот вопрос обсуждался очень подробно Паули [50] и другими [51,
52] в 1957 г. Паули очень осторожно относился к столь фундаментальному
закону как закон сохранения лептонов. Однако он неоднократно доказывал,
что верит в него. В общем случае гамильтониан имеет вид
Н = 8 2 (%A%v) ^e°i l(Ci + СгУ&) +
i
+ (^i + ^hs)tv]} + 3pMiiT. conp., (41)
где функция фу - зарядово сопряжена к ipv, a Dt, D\ - по-стоянные связи
для зарядово-сопряженного члена. В простом (i-распаде несохранение
лептонов приводит только к замене
С* С1 на (С* С[ -+D* DI) и никакие опыты не могут различать эти
возможности. Даже отрицательный результат опытов по двойному (i-распаду
без испускания нейтрино и опытов Дэвиса по захвату нейтрино объясняется
только спирально-сгью нейтрино без привлечения закона сохранения лептонов
(см. § 15). Сохранение числа лептонов изменило бы сечение поглощения
нейтрино протонами (эксперимент Рейнса и Коуэна) не более, чем на 18%,
что находится сейчас за пределами
Нейтрино
317
достижимой на опыте точности. Ниже будет предполагаться, что число
лептонов сохраняется и данные эксперимента ^подтвердят фундаментальный
характер этого закона.
§9. ПРОДОЛЬНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ р-ЧАСТИЦ *)
Поскольку четность не сохраняется, среднее значение псевдоскаляра
(с1'Ре), образованного из измеренных величин спина и импульса, может
оказаться не равным нулю. Другими словами, электроны, вылетающие из
неполяризованных ядер, могут быть продольно поляризованы. Результаты
измерений продольной поляризации сколь просты, столь и удивительны.
Вывод, относительно которого существует общее согласие, сводится к
утверждению, что испускаемые в радиоактивном распаде ^"-частицы обладают
отрицательной спиральностью (аир антипараллельны), а (7-частицы -
положительной спиральностью (аир - параллельны). При релятивистских
энергиях (vie ^1) пучки электронов и позитронов практически полностью
поляризованы. Эти результаты также согласуются с предсказаниями теории
двухкомпонентного нейтрино. Действительно, в выражении
ЙгАЫ ЙА (1 ±y8) N'v] + эрмит сопр- (42)
можно вместо "фе подставить г[4у4
± Yb)!>v (43)
{плюс для вариантов 7, А и минус -для S, Т, Р). Выбор
знаков для вариантов 7 и S в этом выводе является допол-
нительным предположением, поскольку мы не можем сослаться здесь на
эксперименты с поляризованными ядрами. С другой стороны, измерения
спиральности электронов позволят получить информацию о связи спиральности
нейтрино с р-взаимо-действием. Однако
Y4Y6 = -Y5Y4
и
ybOi = -0{\5 для из вариантов 7, А
ybOi - Oiyb для 0{ из вариантов S, Т, Р.
?) См [52-55]. Вопросам поляризации электронов и \*пучей посвящены
