ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Нейтральные каоны. Открытие СР-несохранения из "Введение в экспериментальную физику частиц Изд2 " Распад нейтральных К-мезонов на два заряженных пиона был одним из первых процессов, в которых были обнаружены странные частицы. Этому распаду соответствует время жизни около 10 с. [c.107] Однако теоретический анализ, проведенный М. Гелл-Мапном и А. Пайсом, показал, что должна существовать также другая разновидность нейтральных каонов, распадающаяся па три пиона и имеющая большее время жизни. [c.107] Приведем здесь их рассуждение в несколько упрощенном виде. При этом будем полагать, что СР-четпость сохраняется (а Р-четность — нет). [c.107] В сильных взаимодействиях (в частности, в процессах их рождения в адроп-адроппых столкновениях) нейтральные каоны проявляются как и имеющие определенную странность и являющиеся частицей и античастицей. Операция зарядового сопряжения С переводит в К С К ) = — 1 ) (1 ) и К ) обозначают соответствующие волновые функции). Поскольку Р-четность К-мезонов отрицательна, то СР К ) = К ) и СР К ) = К ). [c.107] Процессы слабого взаимодействия, в частности слабые распады, пе могут определяться странностью, так как она в этих процессах пе сохраняется (К и могут, распадаясь, образовывать одни и те же конечные состояния с двумя или тремя пионами). [c.107] Если СР сохраняется, то физическими состояниями нейтральных каонов, проявляющимися в слабых взаимодействиях и имеющими свое время жизни, должны быть состояния с определенным значением СР-четности. [c.107] Поэтому определенную и притом одинаковую СР-четность при распадах нейтральных каонов должны иметь как конечное, так и начальное состояние. [c.108] Рассмотрим СР-четности конечных состояний нри распадах нейтральных каонов на два тг-мезона СР(тг+тг ) = С(тг+тг ) Р(тг+тг ) = ( —1) ( — 1) = +1 (I — орбитальный момент системы тг+тг , в двухчастичных распадах нейтральных каонов / = 0), СР(тг тг ) = (СР(тг )) = ( —1) = +1. Таким образом, при сохранении СР-четности на 2тг может распасться только а для К2 этот раснад запрещен. [c.108] Поскольку возможность распада на два пиона, более выгодного энергетически, для К2 закрыта, его время жизни значительно больше, чем у К . Массы и К2 вследствие различия их слабых взаимодействий различаются на величину 10 ш о . [c.108] Поскольку в сильных и слабых взаимодействиях проявляются разные состояния нейтральных каонов, то в вакууме, где происходят только процессы их распада, и в плотном веществе, где существенны их взаимодействия с ядрами, определяющие состояния этих каонов различны. [c.109] Основной фон при поиске двухчастичных распадов долгоживущих каонов составляли их трехчастичные распады (конечные состояния 7г+7г 7г , тг /i 1У, тг е 1У). Однако восстановленная по трекам заряженных частиц трехчастичпого распада масса не соответствует массе а направление суммарного импульса этих двух частиц не совпадает с направлением движения частиц нучка. [c.111] Впоследствии были обнаружены и другие проявления нарушения СР-инвариантности в распадах нейтральных каонов неравенство вероятностей распадов К1- 7Г+/Х ТУ И К1- 7г а также К1- 7г+е ТУ и 7г е 1У, которые при СР-сохрапепии должны были бы быть одинаковыми . [c.112] До настоящего времени СР-несохранение наблюдалось только в распадах нейтральных каонов. Поэтому выдвигалась даже гипотеза, что оно является специфическим процессом, присущим только этим частицам. Однако, хотя природу нарушения СР-инвариантностп еще нельзя считать установленной, не вызывает сомнения, что это всеобщий закон природы. Наиболее вероятную трактовку этого явления содержит так называемая стандартная модель, обобщающая все известные экспериментальные факты в области физики частиц и синтезирующая соответствующие теоретические представления (о стандартной модели будет рассказано в 11.1). Но экспериментальная проверка предсказаний этой модели относительно СР-несохранения еще далека от завершения. [c.112] СР-несохранение, т. е. нарушение симметрии между веществом и антивеществом, проявляется только в слабых взаимодействиях. Сильное и электромагнитное взаимодействия одинаковы в веществе и антивеществе. [c.113] Для пояснения смысла СР-песохрапепия как нарушения симметрии между веществом и антивеществом, между миром и антимиром приведем научно-фантастический сюжет. [c.113] Представим себе, что к Земле приближается космический корабль из другой галактики. Мы еще не расстались с верой в существование антимиров и опасаемся, что этот космический корабль может быть оттуда и его соприкосновение с Землей приведет к катастрофе — взрыву несравнимо сильнее взрыва термоядерной бомбы. Мы установили с обитателями корабля контакт но радио, они, конечно, высокоцивилизованны, и все, что знаем о физических процессах мы, им известно. Как выяснить, из вещества или антивещества состоят эти космические пришельцы Если бы СР сохранялось, то до соприкосновения с ними, т. е. до проверки, будет взрыв или пе будет, это было бы припципиальпо невозможно. Ведь в этом случае, если они из антивещества, у них все должно быть как у нас , только зеркально-отраженным. А объяснить, где правая, а где левая сторона, в свою очередь, невозможно, не зная, состоят ли они из вещества или антивещества. [c.113] Вернуться к основной статье