Главное «действующее лицо»

Для объяснения того факта, что слабые и электромагнитные взаимодействия, несмотря на тесную связь, проявляются по-разному, в электро слабой теории принимается, что объединяющая их симметрия сохраняется лишь при высоких энергиях. При низких энергиях эта симметрия скрыта. Здесь можно провести аналогию с магнитными свойствами куска железа. Когда железо нагревается, его молекулы, которые можно рассматривать как крошечные магнитики, находятся в хаотическом тепловом движении и поэтому ориентированы случайным образом. Если рассматривать кусок железа в целом, то его магнитные свойства будут одинаковы по всем направлениям — это отражает симметрию законов электромагнетизма относительно операции вращения. Когда железо охлаждается ниже некоторой критической температуры, его молекулы ориентируются вдоль какого-то произвольного направления, так что металл в целом становится намагниченным в этом направлении. Симметрия законов электромагнетизма теперь скрыта.

Главным «действующим лицом» при нарушении симметрии, объединяющей слабые и электромагнитные взаимодействия при высоких энергиях, является частица, существование которой постулируется теорией. Она называется бозоном Хиггса. Именно вследствие взаимодействия с хиггсо- вым бозоном возникают массы промежуточных бозонов, которые скрывают исходную симметрию теории. Считается также, что хиггсовы бозоны ответственны за различие в массах кварков и лептонов одного семейства. Полагают, что при очень больших энергиях кварки и лептоны не имеют массы. При низких энергиях благодаря взаимодействию с хиггсовыми бозонами они приобретают различные массы. Создать условия для экспериментального наблюдения хиггсовых бозонов очень трудно. Эти частицы могут оказаться гораздо тяжелее самих промежуточных бозонов, и тогда для их образования понадобятся энергии, намного превышающие энергии, достигаемые на современных ускорителях.

Однако три промежуточных бозона, которые предсказываются в электрослабой теории, уже наблюдались в экспериментах. Достаточно высоких энергий, необходимых для рождения столь тяжелых частиц, легче всего достичь при столкновениях встречных пучков протонов и антипротонов. Примерно в одном из пяти миллионов столкновений кварк из протона сливается с антикварком из антипротона, порождая промежуточный бозон. Меньше чем через 10“24 с после своего рождения бозон распадается. Однако его кратковременное существование можно зарегистрировать по продуктам распада.

 

 

1 Comments

Оставить коментарий