НЕЙТРАЛЬНЫЙ ТОК


НЕЙТРАЛЬНЫЙ ТОК
НЕЙТРАЛЬНЫЙ ТОК

       
в квантовой теории поля, ток в слабом вз-ствии («слабый ток»), к-рый описывает переходы без изменения электрич. зарядов ч-ц; аналог эл.-магн. тока. На опыте наблюдались лишь Н. т. без изменения странности, «очарования», лептонных зарядов и др. квант. чисел. Н. т. открыты в 1973 при изучении процессов вз-ствия нейтрино высоких энергий (?1 ГэВ) с нуклонами. Наряду с обычными процессами образования мюонов m± при вз-ствии мюонных нейтрино и антинейтрино с нуклонами:
vm+N®m-+адроны (1)
v=m+N®m++адроны (2)
сопровождающимися изменением заряда лептона,— заряженными токами (нейтральные vm, v=m, переходят в заряженные m-, m+), наблюдались безмюонные нейтринные процессы — Н. т.:
vm+N®m+адроны (3)
v=m+N®m=+адроны (4)
Отношения Rv и Rv= сечений процессов (3) и (1). (4) и (2) оказались равными: Rv»0,30; Rv=»0,35.
Н. т. естественно возникают в единой теории слабого и эл.-магн. вз-ствий (см. СЛАБОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ). В соответствии с этой теорией процессы (3) и (4) обусловлены обменом нейтральным промежуточным векторным бозоном Z между нейтральными нейтринным и адронным слабыми токами (рис. 1) аналогично тому, как процесс рассеяния эл-нов на нуклонах e-+N ®е-+адроны обусловлен обменом фотоном между эл.-магн. электронным и адронным токами.
НЕЙТРАЛЬНЫЙ ТОК> <div> Обмен   Z-бозоном   между   нейтринным   и   электронным   слабыми   Н.
<!-- *** native *** -->

    <script async src= т. обусловливает процессы рассеяния vm и v=m на эл-нах (рис. 2). Такие процессы также наблюдались экспериментально; их сечения приблизительно в 104 раз меньше сечений процессов (3) и (4).
Обмен Z-бозоном между электронным Н. т. и адронным током обусловливает слабое вз-ствие эл-на с нуклоном. Такое вз-ствие приводит к нарушению сохранения чётности в ат. переходах, в глубоко неупругом рассеянии продольно поляризов. эл-нов на неполяризов. нуклонах и др. Ожидаемые эффекты чрезвычайно малы вследствие того, что между эл-нами и нуклонами имеется намного более интенсивное, чем слабое, эл.-магн. вз-ствие, сохраняющее чётность. В 1978 такие эффекты несохранения чётности были наблюдены.
Все имеющиеся данные по Н. т. согласуются с теорией Глэшоу — Вайнберга — Салама.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.

НЕЙТРАЛЬНЫЙ ТОК

(нейтральный слабый ток) в теории электрослабого взаимодействия- фундам. оператор, описывающий взаимодействие кварков и леп-тонов с полем нейтрального промежуточного векторного бозона(Z-бозона) и обусловливающий переходы, в к-рых не изменяется электрич. заряд конечных и начальных кварков и лептонов. H. т. jm( х) (х - пространственно-временная точка, m =0, 1, 2, 3) представляет собой сумму лептонного jlm и адронного (кваркового) jqm(x )токов: jm ( х)= jlm(x)+ jqm(x), каждый из к-рых является смесью векторного и аксиального токов. Поэтому взаимодействия с участием H. т. не сохраняют пространств. чётность. Примером процесса, обусловленного как лептонным, так и адронным H. т., является упругое рассеяние нейтрино на протоне v + p3051-34.jpgv + p (рис.).

Взаимодействие H. т. с полем Zm ( х )нейтрального Z-бозона описывается плотностью лагранжиана

3051-35.jpg

где 3051-36.jpg- безразмерная константа взаимодействия (в единицах 3051-37.jpg = с =1), свя занная с фундам. электрич.

зарядом е и Вайнберга угломqw, соотношением:

3051-38.jpg

3051-39.jpg .

В области передаваемых импульсов, много меньших массы Z-бозона mz, взаимодействие H. т. сводится к эфф. четыре'хфермионному взаимодействию, описываемому плотностью гамильтониана вида:

3051-40.jpg

где GF - фермиевская константа слабого взаимодействия, а r= m2w/(m2zcos2qw) - параметр, характеризующий отношение интенсивности взаимодействия H. т. и заряженных токов (mw - масса заряж. промежуточного бозона W; знак + означает эрмитово сопряжение). Численное значение r зависит от детальной структуры спонтанного нарушения симметрии электрослабого взаимодействия за счёт Хиггса механизма. В электрослабой теории с одним дублетом Хиггса полей (или с неск. дублетами) предсказывается значение r = 1 (с точностью до радиационных поправок). На опыте значение r также близко к единице: r = 0,99 b 0,02. Согласно теории электрослабого взаимодействия, H. т. каждого из лептонов и кварков полностью определяется электрич. зарядом и значением проекции слабого изоспина I3. данной частицы:

3051-41.jpg

где j эмm( х) - электромагнитный ток, а j3m( х) - ток третьей компоненты слабого изоспина. Напр., H. т. нейтрино составляет 3051-42.jpg (т. к. j эмm. для нейтрино равен нулю, а проекция слабого изоспина нейтрино равна 1/2), а для электрона H. т. имеет вид:

3051-43.jpg

[здесь v(x), е(x) - операторы нейтринного и электронного полей, черта над символами полей обозначает дираковское сопряжение, gm, g5 - Дирака матрицы]. Взаимодействие H. т. вида (1), предсказанное теорией [Ш. Глэшоу (Sh. Glashow), 1961; С. Вайнберг (S. Weinberg), 1967; А. Садам (A. Satam), 1968], было открыто в опытах по рассеянию мюонных нейтрино на нуклонах в пузырьковой камере "Гаргамель" (ЦЕРН, Швейцария, 1973). Для заряж. частиц взаимодействие (1) маскируется более сильным (на много порядков) эл.-магн. взаимодействием. Однако взаимодействие (1) удаётся обнаружить благодаря тому, что в нём не сохраняется пространств. чётность, в отличие от эл.-магн. взаимодействия, в к-ром чётность сохраняется. Эффект несохранения чётности во взаимодействии электронов с нуклонами впервые был открыт в атомной физике по наличию оптич. активности (поворота плоскости поляризации линейно поляризов. света) паров атомарного висмута (Л. M. Барков, M. С. Золотарёв, 1978). Несколько позднее этот же эффект наблюдался при высокой энергии по разности сечений рассеяния лево- и правополяризов. электронов на водороде и дейтерии (СЛАК, США, 1978). Эти эксперим. результаты сыграли решающую роль в подтверждении существования взаимодействия вида (1) с H. т., имеющим структуру (2), и, следовательно, в подтверждении теории электрослабого взаимодействия Глэшоу - Вайнберга - Caлама в целом.

H. т., определяемый ф-лой (2), диагоналей по аромату лептонов и кварков. Это означает, что в описываемых им процессах не изменяются квантовые числа лептопов и адронов. Существует, однако, понятие не-диагональных H. т. Оно относится к процессам, в к-рых изменяются квантовые числа адронов и лептопов без изменения их электрич. заряда. Примером такого процесса является распад долгоживущего нейтрального К-мезона (KL )на мюoнную пару: KL-> m+m-, в к-ром странность изменяется на единицу. Такие процессы возникают в высших порядках теории возмущений по электрослабому взаимодействию, и их вероятность весьма мала. Напр., относит. вероятность распада KL3051-44.jpg m+m- составляет ок. 10-8. Процессы с H. т., недиагональным по лептонам, на опыте не наблюдались. Наиб. сильные эксперим. ограничения имеются для процессов превращения мюона в электрон в кулонов-ском поле ядра: m-+ А 3051-45.jpg е - + А (относит. вероятность менее 4,6·10-12) и для распада m 3051-46.jpg еg (относит. вероятность 5.10-11). Сильная подавленность на опыте адронного и отсутствие лептонного недиагонального H. т. налагает весьма ограничивающие условия на вид взаимодействия и спектр масс лептонов и кварков.

Лит.: Окунь Л. Б., Лептоны и кварки, 2 изд., M., 1990.

M. Б. Волошин.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "НЕЙТРАЛЬНЫЙ ТОК" в других словарях:

  • Нейтральный ток — Нейтральный ток  один из механизмов слабого взаимодействия, опосредованный обменом виртуальными Z бозонами между кварками и лептонами, без изменения электрического заряда начальных и конечных частиц. Z бозоны взаимодействуют со всеми… …   Википедия

  • нейтральный ток — neutralioji srovė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. neutral current vok. neutraler Strom, m rus. нейтральный ток, m pranc. courant neutre, m …   Fizikos terminų žodynas

  • нейтральный ток — В квантовой теории поля операторное билинейное выражение, которое описывает процессы слабого взаимодействия элементарных частиц без изменения электрического заряда …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • ТОК — в квантовой теории поля, матем. выражение, описывающее превращение одной ч цы в другую или рождение ч цы и античастицы; представляет собой оператор (оператор плотности четырёхмерного тока), преобразующийся как четырёхмерный вектор при Лоренца… …   Физическая энциклопедия

  • нейтральный полюс автоматического выключателя — 7.1.8 Дополнительные требования к аппаратам с нейтральным полюсом Если один из полюсов аппарата предназначается только для присоединения нейтрали, его следует четко обозначить буквой N (см 7.1.7.4). Коммутируемый Коммутирующий нейтральный полюс… …   Справочник технического переводчика

  • нейтральный полюс с условным тепловым током, равным условному тепловому току фазного полюса — [Интент] Параллельные тексты EN RU All 4 pole breakers are with fully rated neutral and protected with adjustable settings at OFF – 50% 100% [Schneider Electric] Все четырёхполюсные выключатели имеют нейтральный полюс, условный тепловой ток …   Справочник технического переводчика

  • ЗАРЯЖЕННЫЙ ТОК — ток в квант. теории поля, изменяющий на единицу электрич. заряды ч ц (в отличие от нейтрального тока, не меняющего заряды). З. т. входит в лагранжиан слабого взаимодействия и состоит из лептонной и адронной частей. Напр., b распад нейтрона n® p+e …   Физическая энциклопедия

  • ЭЛЕКТРОСЛАБОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ — объединённая калибровочная теория эл. магн. и слабого вз ствий. (см. СЛАБОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ). Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983 …   Физическая энциклопедия

  • НЕЙТРИНО — (v), лёгкая (возможно, безмассовая) электрически нейтральная ч ца со спином 1/2 (в ед. ћ), участвующая только в слабом и гравитац. вз ствиях. Н. принадлежит к классу лептонов, а по статистич. св вам явл. фермионом. Известны три типа Н.:… …   Физическая энциклопедия

  • ВЕЛИКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ — (великий синтез) (Grand Unificaion), теоретические модели, исходящие из представлений о единой природе сильного, слабого и эл. магн. вз ствий. В основе этих моделей лежат обнаруженная симметрия между лептонами и кварками в единой теории эл. магн …   Физическая энциклопедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.