loHix анергии, где происходит объединение т моде истин и в единое алектро слабое взаи-такои подход неверен). Для адронов необходимо в первую очередь рассматривать только силь-!*! нш» взаимодействие и можно пренебречь ал.-магн. и * слабым взаимодействиями.
Для оценки величины добавок в случае лептопны* аномальных моментов используется принятый в КЭД метод разложения по малому безразмерному параметру ≈ тонкой структура, постоянной а, к-рая определяет интенсивность этого взаимодействия. Постояниая <х=( 137,035987 (29)] ~1= 1.297351(11) -II)-3; е╦ малость определяет относит, слабость всех аномалий, обусловленных взаимодействием лептонов с физ. вакуумом. Добавку к магн. моменту обг.тчно принято определять относит, отклонением g-фяктора от его дираковского значения 2 ≈ т. н. аномалией а= (g≈2|/2. Одно из последних теоретнч. значений а1ег,р=0,5 (а/я) ≈
-0,32848 (а/п>Н-1,184175 (а/л)3=0,0 ОН 596 52 23 6 (28). В то же время аэнс,.=0,5(а/я)≈0,32848 (а/я)24-4-(l,a8=tU,3a)(a/n)a=0,001159055241(20). Сопоставление я-гспр и "эксп покачивает блестящее совпадение теории и эксперимента. Теорией были такта учтены поправки ~ (a/it)* п влияние на аномальный мат. момент внеш. магн. поля. Прекрасное согласие теории и опыта оказалосыт при оценках аномальных добавок к Miiru. моментам позитрона и позитрония, а также мюона, мюомня и мезоатома. Не решен пока вопрос о магн. моменте нейтрино и антинейтрино: vc, ve; Vji, -vw; v-j, vt. He имея элсктрич. заряда, эти частицы лишены дираковского норм. магн. момента. По в принципе они, подобно нейтрону и актинейтрону, могли бы иметь аномальный магн. момент. Вопрос об этом моменте, как п о массе покоя нейтрино и антинейтрино, оста╦тся открытым.
R случае адронов с их приоритетным сильным взаимодействием необходимо учитывать их взаимодействие г 'рпя. вакуумом, но уже не по схеме теории возмущений (как для лептонов). Простейшее представление о возможных причинах 1!ОЗШпшовс1Шя аномальных магн. моментов у адроиов, напр. нуклонов, можно получить на основе элементарной мелоипой теории Юкавы. Согласно этой теории, протон и нейтрон непрерывно испускают и поглощают виртуальные частицы л.^ (пионы), т. е. нуклоны паи бы окружены пионным облаком. Применяя закон сохранения электрич. заряда, можно показать, что реализуются только процессы р -*∙ п+
-1-я1 и н -t- р-|-л~. Пионы не имеют спина, следовательно не обладают спиновым мага, моментом, но ОНИ испускаются в орбитальное р-еостояние (см. Атом), и сытому будут иметь орбитальный магн. момент, равный одному пионному магнетону:
Т. о., абс. величина добавочного магн. момента нуклонов, обусловленного орбитальным движением виртуального инини, рнвиа примерно 7 ядерный магието-пан. В свлзи с этим для объяснения наблюдаемых значений аномальных магн. моментов протона и нейтрона необходимо предположить, что испущенный виртуальный пион должен находиться в р-сос.тоянип ок. 25% времени своего существования. Различие в знаке заряда пионов, испускаемых протоном и нейтроном, приводит к различию знака аномальных моментов у этих нуклонов. Поскольку Rii.ThiioA взаимодействие не зависит от ялектрич. заряда частиц, то вероятности испускании пиона у протона и нейтрона одинаковы н, следовательно, оба аномальных момента должны иметь примерно одинаковую абс. величину, что и подтверждается опытом. Конечно, кроме одпопионных промежуточных состояние возможны и более сложные, но пока полных расч╦тов таких состоянии нет. Более точные значения аномальных маги, моментов адронов можно по-,_, лучить в результате расч╦та и измерения зарядовых и 0*6 магн. формфакторов нуклонов при рассеянии на них,
напр., очень быстрых электронов (с энергиями, до 1300 МзВ). Зарядовый фор мф актор Ft связан в этом случай с рассеянием электронов на распредел╦нном в пространстве заряде нуклона рзд(г), а иагн. fa ≈ с рассеянием на пространственно-распредел╦нном аномальном миги, моменте нуклона риагн ('')- Распределении дираковского норм. магн. момента учитывает за-рядоний формфактор Flt поскольку, по теории Дирака few. выше), свободная частица, испытывая «дрожа-нлеа, порождает замкнутые токи и связанные с ними магн. моменты. Следовательно, плотность распределения норм. магн. момента непосредственно связана с плотностью распределения электрич. заряда. Наоборот, аномальные магн. моменты протона и нейтрона связаны с излучением виртуальных пионов, н поэтому плотность распределения этих моментов будет существенно отличаться от плотности днраковских моментов. Общее
выражение для формфактора F (q) ≈ I p (/∙ )е* **r'dr [где
р(г) ≈ пространств, плотность рассеивающих зарядов или моментов, г ≈ радиус-вектор от центра рассеивания и q ≈ изменение волнового вектора рассеиваемой частицы, зависящее от се' начальной анергил и угла рассеяния] при 0=0, т, е. F(0), представляет собой суммарный заряд или суммарный аномальный магн. момент, равный интегралу по всему пространству от плотности их рзспррдй.-шния.
Квантовая хромодинамихя, к кварковая модель адронов (см. Кварки.) позволили найти новьш ну п. к определению магнетизма этих частиц. В частности нуклоны, согласно модели кварков, состоят нл Tpiix кварков двух типов (и и d): прогон ≈ ил двух кварков и п одного d, а нейтрон ≈ из двух d и одного н,, т. е. р (ц, и, d) и n(u, d, d). Все зти кварки имеют спин '/s, но разные электрнч. заряды: +%е кварк и и ≈ ljse кварк d. В кварковои модели спиновые магн. момент Ч кварков пропорциональны их зарядам, т. е. [i,,=3/3Mi> |x,f= ≈ Val*!! гл-е l*i ≈ постоянная величина. Волновая функция протона, к-рый имеет спин '/г- ПР" конструировании ей ая волновых ф-ций трех кварков со спином. тоже '/а будет представлять собой суперпозицию диух состояний с разным весом: ≈ V1/3(u ) u I d f ) ~У*/я (и. f и ∙(∙ d 1 ), так что соответствующая вероятность состояния протона будет: Va (" t " I Л f )+Vs (и t и f d J ). Отсюда может быть получена величина магн. момента
протона: u.,=V.ts/.Jk-l/.|ii-1/s|H)+'/il1/»Hi+VaMi-≈ (≈ V»Hi)]=m. Для нейтрона, реализующегося с вероятностью V»
Т /д (ц I ^ t
=I/*(s/ati yt\ 'sr
"г" 'я
m. »(ut
& \ }i |ln =
t+1/4(«i> + i jir" _i_
/3К1
i- °TU°-
Магнитные моменты некого рыт адронов (сопоставление данных эксперимента н статической иварковой исщсли)
шение магн. моментов прогона н нейтрона ив АДРО-вависит от величины u.lt так что UP/U.H -^≈2!з^ к≈ 0,667, в то время как опыт да£т значение Ир/Мл ж≈0,685. Совпадение теории и опыта очеиь хорошее (точность до 2%), что рассматривают как один из веских доводов в пользу теории кварков.
Пока ещ╦ нет закончен пой теории аномальных мат. моментов адронов. Далеко де совершенны и эксперим,
методы измерении этих моментов. Прямым способом измерения иагн. момента является наблюдение скорости его прецессии во внеш. магн. поле. Для такого эксперимента необходимо иметь поляршов. частицы и уметь измерять направление их поляризации. Все эти труди ости эксперимента приводят пока к большим
|
|
|
|
|
|
|
|
Адро-
|
Эксиеримент.
|
Тоо-
|
|
|
|
пы
|
Д!¥
|
11 .V
|
|
|
|
~р
|
-2.В1Т-0.48
|
-а. 793
|
|
|
|
Л"
|
≈ 0,6138±0, 0047
|
≈0.61
|
|
|
|
2 f
|
2,33-0, 13
|
|
|
|
|
|
2.38±O.U2
|
2.67
|
|
|
|
S~
|
-1,41±0,27
|
|
|
|
|
|
-1. 111±0.031
|
≈ 1.09
|
|
|
|
|
-1.23±0,03
|
|
|
|
|
3°
|
≈ 1,253±0,014
|
|
|
|
|
|
≈ 1,236±0,ОН
|
-1.44
|
|
|
|
В-
|
≈ 0.75±0,07
|
|
|
|
|
|
≈0.69-0,04
|
-0.50
|
|
|
|
|
|
|
|
