|
|
выразить их через амплитуды К-*-2я-раснадов. Важно, что так уда╦тся вычислить не только амплитуды с ДУ ≈ ~1/2, к-рые доминируют, по и поправки, связанные с переходами с Д7≈3/2. Более того, оказалось, что в одном случае эти поправки численно аномально велики. Речь ид╦т об отношении r=fr (+QQ)/6(-f-H~≈)i где в скобках указаны заряды я-мезонов в конечном состоянии. Правило Д/≈х/2 приводит к предсказанию г≈≈2, в то время как уч╦т переходов с Д/≈3/г сдвигает это отношение в точку rtz≈3. Предсказанное нарушение правила Д/≈Vs было обнаружено экспериментально. Поскольку предсказание основано на гипотезе о том, что лагранжиан нелептонеых распадов есть произведение токов, то ясно, что правило отбора Д/≈1/2 имеет динамич. характер.
Было предложено неск. механизмов динамич. усиления переходов с Д/=1/2 сильным взаимодействием.
Рис. 1. Диаграмма, которая, возможно, иг-ракт главную роль в распадах К-*-2л, Зл. Сплошные линии обозначают кварки, волнистая ≈ промежуточный бозон слабого ваа-имодействип (W), пунктирная линия≈ глюон, обмен которым обусловливает сильное взаимодействие между кварками. Диаграмма удовлетворяет правилу Д1
Т. к. сильные взаимодействия кварков описываются квантовой хромодинамикой, то речь ид╦т об уч╦те обменов как ТУ-бозонами, так и глюонамн. Не исключено, что наблюдаемое на опыте усиление переходив с Д7≈ 1/2 проистекает от комбинации неск. факторов. Наиб, вклад вносят, по-видимому, диаграммы, представленные на рис, 1 (А, И. Вашшггейи, В. И. Захаров, М. А. Шифман, 1976). В литературе они получили название «пингвины». Поскольку существенна область, в к-рой константа связи кварков с глюонами велика, то вряд ли удастся решить вопрос о происхождении правила отбора Д/^/з до конца аналитич. образом. Делаются попытки вычислений амплитуд нелептон-ных распадов К-мезонов на машинах, в рамках реш╦точной формулировки квантовой хромодинамики. Расч╦ты подтверждают выделенную роль диаграмм типа «пингвинов», хотя точность расч╦тов пока недостаточна для однозначных выводов.
Совместное действие слабых нелептонных и эл*-магн. взаимодействии приводит к радиац. распадам К-м,, из к-рых наиб, вероятность имеет распад К-+2пу. Амплитуда этого распада определяется двумя независимыми формфакторами gJt2:
где Tt0t ≈ полная ширина К + . Хотя подобные распады с изменением аромата кварков в нейтральных токах отсутствуют в стандартной теории, их существование предсказывается различными е╦ обобщениями. Упомянем, напр., гипотезу о существовании нового сильного взаимодействия с малым радиусом сил ≈ т, н. гиперцвет или техницвет. При попытке построения реалистич. моделейт включающих гиперцвет, как правило, возникают нейтральные токи с изменением аромата кварков. Поэтому уточнение эксперим. границ на вероятности разл. экзотич. распадов К-м. по-прежнему представляют большой интерес, позволяя получить информацию о физ. процессах на очень малых расстояниях в опытах при низких энергиях.
Как отмечалось, состояния К° и К° являются партн╦рами К~, К.+ со изотопич. дублетам и поэтому удобны для обсуждения сильного взаимодействия К-м. Следует, однако, иметь в виду, что- они не отвечают состояниям с определ. массой и временем жизни. В силу
теоремы СР 21, массы К° и К° должны быть строго вырожденными, и если бы странность была строго сох-
раняющимся квантовым числом, то К° и К° являлись бы стабильными частицами равной массы. Однако странность не сохраняется в слабом взаимодействии, поэтому К-мезоны распадаются. Более того, никакие привила
отбора не запрещают распады К® и К° по одним и тем же
каналам, напр. К^-»-2я и Kl(->-2jt. Это означает, в свою очередь, что во втором порядке по слабому взаимодействию возможен переход из К° в К°. Поскольку исходные состояния строго вырождены, то даже эти, очень слабые переходы второго порядка по слабому взаимодействию весьма существенны и именно их свойства определяют волновые ф-ции состояний с определ╦нными массами п временами жизни.
Если бы СР-ч╦тность была строго сохраняющимся квантовым числом, то волновыми ф-циями состояний с определ╦нными массами и ширинами были бы т. н.
> г;-О
L- и Кз-неаопы:
ки + к°
KW 1Л. Щ -Г 1. 2 = ≈≈ ≈ =
V 2
СР
СР\Щ>= ≈
к°\
14-^.'.
Т* К* эффекты нарушения СЯ-инвариантности малы, то представления о KI- и Kg-мезонах очень полезны. Отме-
тим также, что К? и К? являются собств. ф-цилми ие только оператора СР-преобразования, но и операто
ра С -ч╦тности (зарядовой ч╦тности), поэтому KI и были введены в рассмотрение ещ╦ до открытия несохра нения ч╦тности в слабом взаимодействии. «Несовпадение» состояний с определ. временем
где efj, ≈ вектор поляризаций фотона, р, р1<а ≈ 4-я м-
пульсы К- и л-мезонрв.
В амплитуде распадов К-»-2л7 доминирует вклад тормозного излучения. Если рассматривать только атот вклад, то научение радиац, распада ые да╦т никакой новой информации DO сравнению с распадом К-*2л. Однако на опыте обнаружено отклонение от простых ф-л тормозного излучения (т, п. структурное излучение).
В настоящее время наиб, интерес представляет проверка правил отбора для нейтральных токов. Согласно стандартной теории электрослабого взаимодействия, нейтральные токи дпагональиы, т. е. не меняют сорта (аромата) кварков («-кварк переходит в u-кварк и т, д.).
В частности, строго запрещ╦н распад K + -*-n+vv, по-
(приближ╦нно, К? и К") п состояний, являющихся собственными значениями гамильтониана сильного взаи-
модействия (К0 и К,,), приводит к ряду своеобразных явлений, к-рые впервые обсуждались А. Пенсом и О. Пвччони (О. Piccioni) в 1955. Происходят пере-
ходы, или осцилляции, К° в Ку в вакууме.
Пусть в нач. момент времени при t=Q рождаются К°-мезоны, напр, в реакции л~р->-ЛК(). Как обсуждалось выше, в распадах К° образуются отрицательно
заряж. лептоны, а в распадах К" ≈ положительно
заряженные. Из-за осцилляции К°≈ К° будет меняться число положительно и отрицательно заряж. лептонов, к-рые образуются в распадах нейтральных К-м. Для числа NI+ положительно заряж. леитоиов легко полу-
чить:
(0 ~ехр(
скольку К + содержит s-кварк, риментально получена верх, ширину этого распада:
к-рого нет в л*. Экспеграница на возможную
схр-
2
≈ ГУ) -
t } COS ((/tt-з ≈/»i} t]t
где mli2, Tli2 ≈ массы и ширины К^-мезонов, ( ≈ время прол╦та. Если пройд╦т достаточно большое время,
то останется пучок К2 мезонов, время жпзни к-рых
Ш X
387
25'
