Если процессы рассеяния, обусловленные слабым взаимодействием, станут идти при достаточно больших энергиях с той же вероятностью, что и процессы рассеяния сильновзаимодействующих частиц, то это будет означать, что слабые взаимодействия играют существенную роль в самой структуре частиц.
Неуниверсальный характер слабого взаимодействия явился причиной попыток представить его как сложный процесс, состоящий не из одного четырехчастичного акта n ®р + e-+ n-, а из двух трехчастичных: n ®р + W и W ® e-+ n- с участием гипотетической частицы W, называемой промежуточным векторным мезоном.
После того, как было высказано предположение о том, что переносчиком слабого взаимодействия могут быть гипотетические W-мезоны, во всем мире развернулись экспериментальные работы на ускорителях высоких энергий по поиску этих частиц. Эксперименты, проводимые в течение ряда лет в СССР и за рубежом, показали, что эти мезоны должны иметь большую массу, по крайней мере, несколько гигаэлектронвольт. Поэтому они будут быстро распадаться на адроны, т. е. иметь малое время жизни. Поскольку W-мезоны являются переносчиками слабого взаимодействия, они должны с заметной вероятностью распадаться и на слабо взаимодействующие частицы — лептоны.
Первые изменения в физических представлениях о слабом взаимодействии произошли в 1956 г. Известные американские физики-теоретики Ли Тзун дао и Янг Чжень нин для объяснения наблюдающегося распада K-мезона на два или три пиона выдвинули революционное предположение о том, что слабое взаимодействие не сохраняет так называемой пространственной четности. Под пространственной четностью понимают свойство волновой функции менять или не менять знак при изменении знака трех координат частиц. Если волновая функция не меняет знака при таком отражении координат, то она называется четной, а если меняет знак, то называется нечетной. Четность системы частиц определяется произведением четностей частиц. В частности, четность пиона — отрицательная. Распад K-мезона одновременно на два и три пиона означал, что часть каонов обладает четной волновой функцией, а другая — нечетной. В то же время различия в каонах не было. Объяснение дали Ли и Янг, просто постулировав, что в слабых взаимодействиях четность не сохраняется, и потому возможны оба вида распада. Это приводило к важным количественным следствиям при расчете вероятностей слабых процессов, которые блестяще подтвердились позднее.
Вскоре после заявления Ли и Янга о возможном несохранении пространственной четности американская ученая By Цзинь сян провела измерения направления спина электронов, вылетающих при b-распаде ядер 60Со. Оказалось, что спины электронов в b-распаде всегда направлены противоположно их движению. По импульсу направлен спин невидимых антинейтрино. Если спину, как вектору собственного момента количества движения, сопоставить вращение вокруг собственной оси, совпадающей с импульсом, то антинейтрино всегда вращается только в одну сторону, а нейтрино — в противоположную. Антинейтрино, вращающееся в другую сторону, в природе отсутствует, т. е. в природе существует различие во вращении вправо или влево. Это открытие произвело переворот во взглядах физиков на свойствя мира. Вскоре Л. Д. Ландау предложил объяснение отсутствию симметрии в природе между левым и правым, состоящее в том, что различие между ними связано с асимметрией между миром, состоящим из обычных частиц, и антимиром из античастиц.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.