|
|
к-рому кванты полей могут приобретать массу!. В элект- чивых решений, описывающих частицы с магн. 3. и
родиыамике электрич. 3. играет имеано эту двоякую массой ~ 101в Гэ5/с2 ≈ магнитных монополей. Су-
роль, являясь, с одной стороны, сохраняющейся ве- ществование магн. монополей связано с квантованием
личиной (см. Заряда сохранения закон), а с другой≈ электркч. 3. в таких моделях.
источником электромагн. поля и его безмассовых кван- В рамках локальных суперсимметричных моделей
тов (фотонов). объединения взаимодействий появляется возможность
Барионному числу, странности и т. п. не соответст- единого описания всех четыр╦х фундам. взаимо-
вует к.-л. дальнодействугощее иоле. Эти 3. могут быть действий, включая л гравитационное. При этом в теории
связаны только с глобальной калибровочной снимет- наряду с 4-векторными токами возникают спинорные
рией. Если в природе реализуется только строгая ло- токи (и сшшорные заряды). м. ю. Хлопов.
кальная калибровочная симметрия, то глобальная ЗАРЙДА СОХРАНЕНИЯ ЗАКОН (закон сохранения
симметрия может быть приближ╦нной и эти З.иедолж- электрического заряда) ≈закон, согласно к-рому ал-
ны быть строго сохраняющимися. гебраич. сумма электрич. зарядов всех частиц изоли-
В калибровочной теории поля (см. Калибровочные рованной системы не меняется при происходящих в ней
поля) 3. являются генераторами группы внутр. сим- процессах. Электрич. заряд любой частицы или систе-
метрий в пространстве состояний. Однако не все они мы частиц является целым кратным элементарному
могут характеризовать состояние физ. системы, а только электрическому заряду е (равному по величине заряду
коммутирующая друг с другом часть. электрона) или нулевым. (Исключение составляют
В электродинамике имеется только один тип 3.≈ дробно заряженные кварки и т. н. Х-> Y-бозоны, к-рые, электрический. Поэтому в квантовой электродинамике по-видимому, не могут существовать в свободном имеется только одно калибровочное поле ≈ электро- состоянии.) 3. с. з. означает абс. стабильность легчай-магнитное, отвечающее теории инвариантности отно- шей заряж. частицы ≈ электрона. Из Максвелла урав-сительно локальных калибровочных преобразований с нений следует локальная формулировка 3. с. з.; абелеиой группой симметрии U(i). В случае группы dp/di+div j=0, где р ≈ плотность заряда, j≈ плот-симметрии SU(n} существует п2-≈1 разл. типов калиб- ность тока (непрерывности уравнение). Отсюда ровочпых полей и зарядов, из к-рых п≈1 коммути- следует, что изменение электрич. заряда в любой замк-руют друг с другом, т. е. могут характеризовать состоя- нутой области пространства должно компенсироваться лие физ. системы. При этом кванты полей обладают 3. электрич. током через поверхность этой области. Кван-и обязательно взаимодействуют между собой. Закон товая электродинамика связывает 3. с. з. с инвари-взаимодействия соответствующих полей однозначно антностъю этой теории относительно локальных калиб-зада╦тся условием калибровочной инвариантности, ровочных преобразований. При этом из строгого 3. с. з. Если локальные калибровочные преобразования отве- следует нулевая масса покоя фотона, чают простой или полупростой группе Ли, например Эксперим. проверка 3. с. з. основывается на провср-группе SU(n)7 то взаимодействие всех 3. ха- ке стабильности электрона и нулевой массы покоя фото-рактеризуется одной и той же константой взаимо- на. Анализ возможных явлений атм. электричества, действия. к-рые могли бы возникнуть в результате распадов
Примерами теорий с неск. 3, являются калибро- электронов в атмосфере, да╦т для нижней границы
вечная теория электрослабого взаимодействия (ЭСВ), времени жизни электрона > Ю21 лет. Существование
основанная на калибровочной группе SU(2)XU(i)t и крупномасштабного магн. поля в дисковой составляю-
калибровочная теория сильного взаимодействия ≈ Щей Галактики приводит к самому сильному ограни-
квантповая хромо динамика (КХД), основанная на ка- чению сверху на допустимую величину массы фотона
либровочиой группе цветовой симметрии SU(3)C. ^ 10~27 эВ. Это ограничение делает весьма проблема-
В теории ЭСВ имеются две константы, связь между тичным построение физ. теории, допускающей нару-
к-рыми характеризуется параметром теории sin2 9^ щеиие закона сохранения электрич. заряда. Подтверж-
(где 6^ ≈ Вайнбергаугол). В КХД есть всего одна кон- дением 3. с. з. служит также строгое равенство (по
станта взаимодействия всех восьми цветовых 3. (и абс. величине) электрич. зарядов электрона и протона,
квантов соответствующих цветовых полей ≈ глюонов) Изучение движения атомов (молекул) и микроскопич.
а$. Величины констант из-за радиац. поправок, обус- тел в электрич. полях подтверждает электронейтраль-
ловленных поляризаций вакуума, слабо (логарифми- ность вещества и, соответственно, равенство зарядов
чески) зависят от квадрата передаваемого 4-импульса электрона и протона (и электронейтральность нейтро-
|gz|, если |д2! достаточно велико, т. е. расстояние между на) с точностью 10~21.
.частицами достаточно мало. Эта зависимость опреде- Лит.: Бернстейн Дне., Элементарные частицы и их
Т1я**ггп ня ПГНПНР пгнппмыичаи.ианнлй 9ШШП-Ы Кпн- токи, пер. с англ., М.( 1970; D ylla H. F., King J. &.,
ляьтся на основе ренормализационнои группы, пон Neutrality Of molecules by a new method, «Pliys. Rev.», 1973,
станта КХД уменьшается с ростом \qz\ (т. е. с умень- v. А 7, р. 1224; Окунь л. Б., Лептоны и нварки, М., 1981.
тени ем расстояния между цветовыми 3-)т что отвечает м, Ю. Хлопов,
асимптотической свободе сильного взаимодействия, ЗАРЯДОВАЯ Ч╗ТНОСТЬ (С-ч╦тность) (С) ≈ одна из
и раст╦т с уменьшением \qz\ (с увеличением расстояния), внутр. характеристик (квантовых чисел) истинно нейт-
Ввнду гипотстич. явления удержания цвета объекты ралъной частицы (или истинно нейтральной системы
с цветовым 3. в свободном состоянии не существуют, частиц), определяющая поведение е╦ вектора состояния
Экстраполяция тенденции изменения величин констант при зарядовом сопряжении. Является мультиплика-
КХД и ЭСВ в область асимптотически больших пере- тивным квантовым числом и может принимать значе-
данных 4-импульсов (|ga|V«≈'Ю1Ь ГэВ/с) приводит к ния С≈ ±1. В любых процессах, обусловленных
одинаковой величине всех тр╦х констант. Это обстоя- эл.-магнитным или сильным взаимодействием, 3, ч.
тельстио позволяет рассматривать сходство в описании сохраняется.
взаимодействий ЭСВ и КХД как проявление единой 3, ч. фотона отрицательна: С~≈1 (это видно из
фундаментальной калибровочной природы всех вза- того, что при зарядовом сопряжении электрич. за-
имодействий. Представление о такой единой природе ряды, а следовательно, и эл.-магн. поля, квантами
реализуется в моделях великого объединения^ рассмат- к-рых являются фотоны, меняют знак). Т. к. л°-мезон
ривающих заряды ЭСВ и КХД в рамках единой группы распадается на два у-кванта' его 3. ч. С=-\-1. При
калибровочных преобразований. распаде ро-мезона образуются п + ~ и л "-мезоны в со-
Топологич. структура спонтанного нарушения ка- стоянии с орбит, моментом J=l. Это означает, что С-
либровочной симметрии великого объединения при- ч╦тность р°-мезона равна ≈1. Виртуальный фотоя
водит к появлению в теории топологических зарядов, может превращаться в //-ф-частицу. Следовательно,
Во всех имеющихся моделях великого объединения С-ч╦тность //а^-частицы должна быть такой же, как
предсказывается существование топологически устой- у фотона, т. е. равной ≈1. Аналогично установлено,
