ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные положения и идеи из "Введение в экспериментальную физику частиц Изд2 " Об основных экспериментальных фактах, охватываемых стандартной моделью, и немного об их теоретической трактовке мы уже рассказывали в предыдущих главах. Поэтому изложение основных положений этой модели является своего рода резюме содержания предыдущих глав. [c.193] Стандартная модель синтезирует современные представления обо всех элементарных частицах и их взаимодействиях — сильном, электромагнитном и слабом . Она основана на совокупности экспериментальных данных и на их интерпретации, даваемой теорией электрослабого взаимодействия и квантовой хромодинамикой. [c.193] Элементарными частицами в стандартной модели являются кварки, лентоны и калибровочные бозоны . [c.193] Кварки и лентоны — фермионы со снином 1/2. [c.193] Калибровочные бозоны имеют сини 1. [c.193] Кварки и лептопы образуют три поколения, содержащих каждое по два лентона (с зарядами О и —1) и по два кварка (с зарядами +2/3 и -1/3). [c.194] Кварки и заряженные лентоны разных поколений имеют разные массы (наименьшие — у первого, наибольшие — у третьего). Кварки тяжелее заряженных лентонов того же поколения. [c.194] Что касается пейтрипо, то, как было рассказано в 9.4, вопрос о том, имеют ли они массу (а если имеют — то какую), будет, но-видимому, решен экспериментально уже в ближайшее время. Если окажется, что их массы отличны от нуля, то потребуется кардинально изменить представления о пейтрипо, принятые в стандартной модели. [c.194] Всем кваркам и лентонам соответствуют антикварки и антилентоны, что мы в дальнейшем не будем оговаривать. [c.194] На рис. 11.1 представлена схема взаимодействий элементарных частиц. [c.194] Всем лентонам и кваркам присуще слабое взаимодействие лептопам, обладающим электрическим зарядом, и кваркам — электромагнитное. В сильных взаимодействиях из фермионов участвуют только кварки. [c.194] Электромагнитное взаимодействие осуществляется путем обмена фотонами, сильное — в результате обмена глюонами, слабое — за счет обмена (нейтральные токи) и (заряженные токи, т. е. слабые взаимодействия, сопровождаемые изменением электрического заряда участвующих фермионов). [c.194] Кварки и глюоны обладают свойством, называемым цвет. Кварки бывают трех цветов (т. е. они могут находиться в трех цветовых состояниях) глюонов, различающихся цветом, — восемь. В процессах сильного взаимодействия меняется цвет кварков, но тип кварков (аромат) сохраняется. В процессах слабого взаимодействия их аромат может меняться. Кварки не могут находиться в свободном состоянии и образуют бесцветные адроны, состоящие либо из трех кварков разных цветов (барионы), либо из кварка и антикварка (мезоны) . [c.194] Такова, в самых общих чертах, картина весьма сложного процесса, определяющего величину радиуса сильного взаимодействия. Количественной теории этого процесса пока еще нет. [c.195] Сходным образом можно качественно объяснить конфайнмент кварков, т. е. их заключение внутри адронов, невозможность их удаления от других кварков этого адрона на расстояние, большее Гд. Сила взаимодействия кварков в адроне, малая при расстояниях между ними г С Гд, растет с увеличением этого расстояния и нри г Гд оказывается столь большой, что кварки в адроне становятся жестко связанными друг с другом и попытка удалить один из них приводит к рождению новых кварков. Однако сложный механизм конфайнмента еще недостаточно нонят. [c.196] Стандартная модель содержит принципиально важную гипотезу, что массы частиц обязаны своим происхождением действию механизма Хиггса. [c.196] Этот сложный механизм можно очень упрощенно представить таким образом. В некотором (ненаблюдаемом) исходном состоянии, до своего рождения , частицы не обладают массами. Это зародышевое состояние симметрично, но неустойчиво (его энергия не минимальна). Взаимодействие с полем, квантами которого являются виртуальные бозоны Хиггса, дает толчок к споптаппому нарушению этой симметрии, и частицы переходят в более устойчивое состояние, приобретая массы. [c.196] 10 мы кратко упомянули о механизме Хиггса в связи с появлением масс у тяжелых бозопов электрослабой теории. Открытие и и соответствие их масс предсказанным было доказательством основных положений электрослабой теории и сильным аргументом в пользу гипотезы о существовании ноля бозонов Хиггса, взаимодействие с которым приводит к появлению масс и И. Последовательное развитие электрослабой теории привело к предположению, что массы кварков и лентонов также должны быть обусловлены взаимодействием с нолем Хиггса. [c.196] Таким образом, если указанное представление о механизме появления масс частиц верно, то должны существовать бозоны Хиггса — фундаментальные частицы с весьма необычными свойствами. Их открытие будет доказательством важнейшей гипотезы стандартной модели. Об этих гипотетических частицах мы расскажем в 11. . [c.196] Вернуться к основной статье