Новости науки "Русского переплета"
TopList Яндекс цитирования
Русский переплет
Портал | Содержание | О нас | Авторам | Новости | Первая десятка | Дискуссионный клуб | Чат Научный форум
Первая десятка "Русского переплета"
Темы дня:

Мир собирается объявить бесполётную зону в нашей Vselennoy! | Президенту Путину о создании Института Истории Русского Народа. |Нас посетило 40 млн. человек | Чем занимались русские 4000 лет назад? | Кому давать гранты или сколько в России молодых ученых?


Rambler's Top100
Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Книжная лавка | Голосование | Топ-лист | Регистрация | Дискуссия
Лучшие молодые
ученые России

Подписаться на новости

АВТОРСКИЕ НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах" | "Terra & Comp" (Геология и компьютеры) | "Неизбежность странного микромира"| "Научно-популярное ревю"| "Биология и жизнь" | Теорфизика для малышей
Семинары - Конференции - Симпозиумы - Конкурсы

НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"
Проект поддержан Международной Соросовской Программой образования в области точных наук.
Новости из мира науки и техники
The Best of Russian Science and Technology
Страницу курирует проф. В.М.Липунов
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

17.11.2017
15:39

Канадские физики разрешили парапозитронию нарушить закон зарядовой четности

    Парапозитроний может распадаться на три фотона, хотя это запрещено законом сохранения зарядовой четности. Канадские физики-теоретики впервые вычислили вероятность такого распада и показали, что зарегистрировать его при текущей точности экспериментов нельзя. Статья опубликована в Physical Review D.

    Позитронием называют экзотический атом, который состоит из обычного электрона и его античастицы с положительным зарядом — позитрона, который занимает место протона. Основным состоянием позитрония является парапозитроний (p-Ps), в котором спины частиц направлены в противоположные стороны (так что суммарный спин системы равен нулю). Если же спины частиц направлены в одну сторону (суммарный спин один), то система называется ортопозитронием (o-Ps).

    Квантовой системе можно сопоставить не только привычные для нас понятия энергии и импульса, но и некоторые особенные свойства, например, зарядовую четность (C-четность). Если при замене частицы на античастицу волновая функция системы остается прежней, то говорят, что С-четность такой системы равна одному, а если она меняет знак — то минус одному. Для системы фермион-антифермион при перестановке частиц необходимо учесть изменение пространственной и спиновой части волновой функции, и четность такой системы равна (−1)L+S, где L — относительный орбитальный момент частиц, а S — суммарный спин. Несложно сообразить, что С-четность основного состояния парапозитрония равна одному (L = 0, S = 0), а ортопозитрония — минус одному (L = 0, S = 1). Зарядовая четность системы из N фотонов равна (−1)N.

    В электромагнитных и сильных взаимодействиях зарядовая четность сохраняется (так называемый закон сохранения C-четности). Поэтому парапозитроний может распадаться только на четное число фотонов, а ортопозитроний — только на нечетное. Из-за этого, кстати, время жизни ортопозитрония гораздо больше, чем у его бесспиновой версии (почти на три порядка). С другой стороны, в слабых взаимодействиях зарядовая четность может и не сохраняться. В новой работе ученые учли слабое взаимодействие при распаде парапозитрония и показали, что он все-таки может аннигилировать с излучением трех фотонов.

    Для этого теоретики вычислили однопетлевые поправки к сечению реакции, возникающие при учете взаимодействия с виртуальными W±-бозонами. Вклад Z-бозонов физики не учитывали, поскольку он пропорционален малому множителю 1 − 4sin2θw, где квадрат синуса угла смешивания слабого взаимодействия θw примерно равен 0,238, что близко к ¼. Кроме того, задачей ученых было показать, что такая реакция вообще возможна, а для этого достаточно вычислить поправки из-за W-бозонов. Также ученые не учитывали при расчете виртуальные фотоны, поскольку это не отвечает случаю нарушения зарядовой симметрии.

    Выполнив соответствующие расчеты, физики нашли ширину распада парапозитрония на три фотона и отношение числа таких реакций к общему числу аннигиляций с точностью до величины порядка m2e/m2W (me и mW — массы электрона и W-бозонов соответственно). Оказалось, что хотя это отношение не равно нулю, оно очень мало (порядка 10−77), то есть такие распады сильно подавлены по сравнению с аннигиляцией в два фотона. Это намного меньше, чем текущая чувствительность экспериментов по поиску нарушения С-симметрии. Таким образом, авторы заключают, что обнаружение подобных распадов в ближайшее время очень маловероятно и означало бы существование «новой физики» вне Стандартной модели.

    Стоит заметить, что аннигиляцию парапозитрония в три фотона предсказывали еще в 1981 году двое физиков из Гейдельбергского университета. Тогда ученые оценили отношение числа таких реакций к числу двухфотонных распадов числом порядка 10−27. Тем не менее, не ясно, каким способом они получили это число, поскольку физики не приводят подкрепляющих оценку вычислений. В опубликованной недавно в Physical Review D работе ученые вычислили это значение честно.

    По информации https://nplus1.ru/news/2017/11/09/positronium-decay

    Обозрение "Terra & Comp".

Помощь корреспонденту
Кнопка куратора
Добавить новость
Добавить новости
НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"

Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Rambler's Top100


Rambler's Top100