СP-ИНВАРИАНТНОСТЬ

СP-ИНВАРИАНТНОСТЬ

- инвариантность физ. теории относительно комбинированной инверсии. После того как в 50-х гг. было обнаружено нарушение Р-чётности в слабом взаимодействии, Л. Д. Ландау заметил, что в пределах достигнутой в то время эксперим. точности инвариантность относительно СР -преобразования сохраняется [1 ]. Однако в 1964 Дж. Кристенсен, Дж. Кронин, В. Л. Фитч, P. Тёрли [2] обнаружили редкий распад долгоживущего нейтрального К ⁰_L -мезона на два p-мезона (p⁰p⁰ или p ⁺ p^-), что означало нарушение CP- и . До настоящего времени нарушение СР- и . наблюдалось только в распадах нейтральных К-мезонов. Наблюдавшееся до 1988 нарушение СР- и . объясняется наличием малой мнимой части в амплитуде -перехода:

где A(...) и f - амплитуды и фазы соответствующих распадов. При этом несохранение СР -чётности целиком возникает за счёт смешивания состояний К ⁰₁ и К ⁰₂, имеющих разную СР -чётность. Так, напр., распад К ⁰₂2p происходит в два этапа: и только на первом этапе нарушается СР -чётность. Но в 1988 было обнаружено указание на возможное неравенство параметров h₀₀ и h_+-, описывающих распады К ⁰_L2p⁰ и К ⁰_L,p⁺p ^- [3], к-рое объясняется несохранением СР -чётности в прямых амплитудах соответствующих распадов. В рамках совр. теории электрослабого взаимодействия наблюдаемое нарушение СР -чётности естеств. образом возникает за счёт комплексности констант взаимодействия кварков с дублетом Хиггса бозонов, определяющих смешивание кварков в слабых заряженных токах. Эта комплексность проявляется только при наличии трёх (или более) поколений фермионов, но не наблюдается для случая одного или двух поколений. Малость нарушения СР -и. в распадах К-мезонов объясняется близостью матрицы смешивания кварков к единичной.

СР -и. предсказывает равенство вероятностей распадов частицы и античастицы в С -сопряжённые состояния. Заметное нарушение СР -и. ожидается в распадах частиц, содержащих b -кварк. Отличие от нуля электрич. диполь-ных моментов (ЭДМ) элементарных частиц также являлось бы проявлением нарушения CP- и . Эксперим. ограничение на ЭДМ нейтрона: d_n< 1,1·10^-25 см. Если всё нарушение СР- и . сводится к фазе констант в стандартной модели, то имеет место оценка d_n=e^.10^-32b2 см [4] и обнаружение ЭДМ нейтрона в эксперименте практически невозможно. При выходе за рамки стандартной модели (дополнит. хиггсовские мультиплеты, суперсимметрия )возникают новые возможности нарушения СР -и. и становится возможным значение d_n порядка эксперим. ограничения.

Нарушение СР -и. может иметь важное значение и для макрофизики. Одним из актуальных вопросов космологии является происхождение барионной асимметрии Вселенной.

Как отметил в 1967 А. Д. Сахаров, нарушение CP- и . необходимо для получения барионной асимметрии в горячей Вселенной теории. Эта идея получила развитие в рамках теорий Великого объединения.

Сильное взаимодействие также содержит возможность нарушения СР -и., связанную с т. н. q-членом в лагранжиане квантовой хромодинамики: , где G_mv - тензор глюонного поля, - дуальный тензор. Эксперим. ограничение на d _п пересчитывается в следующее ограничение на значение безразмерной константы q: q< 10^-8 . Наличие в теории столь малой константы требует объяснения. Один из способов естеств. образом избежать нарушения СР -и. в сильном взаимодействии состоит во введении дополнит. специальной глобальной симметрии U(1). При этом предсказывается существование лёгкого псевдоскалярного бозона - аксиона.

Лит.:1) Ландау Л. Д., О законах сохранения при слабых взаимодействиях, "ЖЭТФ", 1957, т. 32, с. 405; 2)Christensen J. H. [е. a.]. Evidence for the 2p decay of the K⁰₂ meson, "Phys. Rev. Lett.", 1964, v. 13, p. 138; 3) Burkhardt H. [e.a.], First evidence for direct CP violation, "Phys. Lett.", 1988, v. В206. p. 169; 4) Шабалин E. П., Электрический дипольный момент нейтрона в калибровочной теории, "УФН", 1983, т. 139, в. 4, с. 561. M. И. Высоцкий.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.