|
|
пз-за неоохранения С и СР Г: Ф Г±. Поэтому микро-
∙скогшч. асимметрия
'micro
tot
Макроскомич. асимметрия 6 получается при этом порядка
6-
0,1
N
где А'≈ полное число степеней свободы всех частиц (оно определяет увеличение числа фотонов за сч╦т аннигиляции остальных частиц), S ≈ макроскопич. фактор подавления, учитывающий влияние симметричной плазмы на распады лептокнарков. В рассмотренном примере
f \\ 7 если £
j
если
> I,
где =
XiOIfl Г:>В ≈ нланкокскан масса). При *c распады лситокварков являются нсранновссными и поэтому весь избыток бариониого заряда доживает до совр. эпохи. Если же \ ^ 1, то частичное термодинамич. равновесие но процессам с носо хранением В приводит к уменьшению Б. а. Б. При ом редел. выборе параметров .модели можпо прийти к такой ситуации, когда Б. а. В. практически не зависит от нач. условий: даже если в сингулярности был барионный избыток, ранновесныи по взаимодействиям с несох ранением R период «стирает» нач. значение В, при выходе же из этого периода Вселенная приобретает В ?= О за сч╦т шшронроцсггов. Получаемая при атом величина б при естсств. выборе параметров составляет
б -Ю-6 ≈ Ю-12.
Большие неопределенности в предсказании б в рамках моделей великого объединения связаны с возможностью существования разл. механизмов нарушения 6'Р-инва-риантности в LVTHX моделях (напр., при спонтанном нарушении с'/3 -симметрии могут образовываться макроскопические домены вещества и антивещества) и с недостаточным знанием законом эволюции Вселенной на ранних этапах с╦ расширения (возможная нсоднород-HOCTI. и анизотропность, влияние фазовых переходов с измененном группы симметрии великого объединения и т. д.)- Трудно оценить также вклад в б испарения первичны.х ч╦рных дыр из-за незнания их спектра и концентрации на ранних этапах расширения Вселенной. Вместе с тем близость оценки б к иаблюдат. данным приводит к заключению, что описанный механизм возникновения Е. а, В. может соответствовать действительности.
Лит.: 3 е л ь д о в И ч Я. Б., Нов и ков И. Д., Строение и лит к»: [.и я Беконной, М., 1!>7п; Сахарой А. Д.> На-jjyiTH'iiiip d-'-тшариантнисти и О-нг-имгт-трин и Оариоинал асим-мсчгрия Вс1'.'|»'»нгш, «Письма и ЖЭТФ», 1HIJ7, т. п, с. 32; К У з ь-м и и К. А., СР-нринваршштность и барионнан асимметрия Вселенном, там ж<', 197'.*, т. 12, с. ЗЗГ>; 3 «' .т ь д о в и ч Я. Г»., Зарлдоиян исиим.мстрия ВселстшоП как сои'ДСтвис испарения дыр и непшметрия слабого ьиаимодеПстнип, там же,
1Ш. т. 2*, г. ЗУ; Игнатьев Л. КХ, Кузьмин В. А., III а и о ш н и it о в М, К., О происхождении барионной асимметрии Вск'/Н'птш, там же, 1У7У, г. 30, с, 72й; Долгов А. Д.,
3 R л ь д и и и ч Я. E.t Космология и элементарные частицы, «УФЫ», ПЖО, т. 130, с. 551); Ку^ьминВ, А.. Т к 9-
4 с ь И. П., 14 з п о ш н и к о и М. К., Существуют ли домены а1шшсщ£чства во Вселенной, «Письма и ЖЭТФ», 1У81, т. 33, с. ftfi"; О к у н ь Л. Б., Пептоны и кварки, М., 1981; Вайи 5 f р г С., Первы- три минуты, пер. с англ., М., 1!)81; В и л ч е к Ф,, Космическая асимметрия между материей и ннтиматерж'й, пер, с англ., <<УФП>>, 1ЭН2, т. 13(5+ <;. 149; I g п а-tiev A. Y и. и др., Universal CP-nonmvariant supcrweak interaction and baryon asymmetry o( the Universe, «Phyg. Lett.», lf)78t v. 76 В, р. А36. Л. А. Кузьмин, М. Е, Шапошников,
БАРИОШЮЕ ЧИСЛО (барионкыи ааряд),^,≈ характеристика частиц (и спетом частиц), отражающая установленный на опыте закон сохранения «тяж╦лых» частиц ≈ барионов. Понятно «П. ч.» введено в 1938 Э. Щтюкелъб>ргом для объяснении стабильности про-
тона, поскольку законы сохранения энергии-импульса, момента кол-ва движения и электрич. наряда не могут «запретить» возможности распада протона на более л╦гкие частицы (напр., по каналам: P-MJ+Y, р-и?(-я°, р^-л + v) или аннигиляции протонов в ядрах (напр., pp-Ks + e*, pp≈*-л + л+ ). Отсутствие в природе таких переходов можно объяснить наличием у протона особого «заряда» ≈ Б. ч., закон сохранения к-рого «запрещает» распад протона на мезоны и лептоны, не имеющие Б. ч. Подобно электрич. заряду, Б.ч. следует считать аддитивной величиной, прич╦м Б. ч, частиц и античастиц должны быть равны НО абс. величине и противоположны по знаку.
Используя предположение о сохранении Б.ч., можно однозначно установить его величину для всех др. частиц но их распадам. Напр., из наблюдения распадов
ц ≈*∙ ре~ vet Л ≈* рл~, Е~ ≈<-Л:п~, Д° ≈*- ря~, К + ≈+ ≈* л 1"я°т -со≈*я+л°я~ следует, что нейтрон, А-, S-гипероны и Д-рс.юнанс имеют Б.ч., равные Б.ч. протона, а К+- и оз-мезоны ≈нулевые Б.ч. Совокупность эксперим. данных подтверждает отсутствие переходов с нарушением закона сохранения Б. ч. не только для протона, но и для всех остальных частиц (напр., отсутствие распада Л ≈> е + л"). Принимая условно Б, ч. протона за -J-1 (антипротона за ≈1), можно сформулировать закон сохранения Б. ч. как закон, сохранения числа барионов; но всех процессах разность общего числа барионов и общего числа антибарионов сохраняется.
Бее частицы, наблюдавшиеся в свободном состоянии, имеют целые Б. ч., т, и- кратные Б. ч. протона. Вместе с тем составляющим адронов ≈ кваркам приписываются дробные Б. ч., равные Vs- (Следует, однако, отмутить теоретик, возможность приписывать цветным кваркам и целые Б. ч.; см. Каарки.}
Математически закон сохранения Б. ч. может быть получен из предположения о том, что лагранжиан взаимодействующих полей инвариантен относительцо след, преобразования нолей всех частиц:
тра≈> е а \|эд; tya≈*- tyae a (1)
(* означает комплексное сопряжение), где Ва ≈ Б.ч. частицы, отвечающей полю т|?д, р ≈ произвольная постоянная, т. с. из предположения о существовании г л п-бальной симметрии Г/(1). Тсоретич. возможность существования у лагранжиана л о к а л ь-н о и симметрии Щ1), т. с. инвариантности относительно преобразования (!) с величиной р, являющейся произвольной ф-цией прост ранстнешю-вромсл-нбй точки, приводила бы к существованию безмассового калибровочного поля (т.с. калибровочного поля, кванты к-рого имеют нулевую массу), источником к-poro было бы. Б. ч. Б этом случао Б.ч. играло бы роль «заряда», создающего особое поле ≈ поле «барионных фотонов!), а между барионами существовали бы особью дальнодскствующие силы. Совр. эксперименты не обнаруживают таких сил. Из опытов, доказывающих равенство инертной м гранитац. масс с точностью до 10~J2, следует, что константа изаиыодействия барионов с полем «бариопных фотонов* (если бы оно существовало) должна быть, по крайней мире, на 45 порядков меньше константы эл.-магн, взаимодействия а~ 1/137. Отсутствие безмассового калибровочного ноля, отвечающего Б. ч., т. е. отсутствие локальной симметрии, указывает на принципиальное различие между Б. ч. и электрич. зарядом, обладающим т о ч н ы м законом сохранения. Это может служить указанием на приближ╦нный характер закона сохранения Б. ч.
В ыек-рых моделях т. н. великого объединения слабого, эл.-магн. и сильного взаимодействии предсказывается возможность нарушения закона сохранения Б. ч. и, следовательно, возможность распада протона
(напр., р-»-е + л0) или осцилляции нейтрона (п-*-и). Такой приближ╦нный характер сохранения Б, ч. не
Ш
О
X Z
О
о.
Ш
179
")
}
