сp-инвариантность

СP-ИНВАРИАНТНОСТЬ - инвариантность физ. теории относительно комбинированной инверсии. После того как в 50-х гг. было обнаружено нарушение Р-чётности в слабом взаимодействии, Л. Д. Ландау заметил, что в пределах достигнутой в то время эксперим. точности инвариантность относительно СР-преобразования сохраняется [1 ]. Однако в 1964 Дж. Кристенсен, Дж. Кронин, В. Л. Фитч, P. Тёрли [2] обнаружили редкий распад долгоживущего нейтрального К⁰_L-мезона на два p-мезона (p⁰p⁰ или p ⁺ p^-), что означало нарушение CP-и. До настоящего времени нарушение СР-и. наблюдалось только в распадах нейтральных К-мезонов. Наблюдавшееся до 1988 нарушение СР-и. объясняется наличием малой мнимой части в амплитуде -перехода:

где A(...) и f - амплитуды и фазы соответствующих распадов. При этом несохранение СР-чётности целиком возникает за счёт смешивания состояний К⁰₁ и К⁰₂, имеющих разную СР-чётность. Так, напр., распад К⁰₂2p происходит в два этапа: и только на первом этапе нарушается СР-чётность. Но в 1988 было обнаружено указание на возможное неравенство параметров h₀₀ и h_+-, описывающих распады К⁰_L2p⁰ и К⁰_L,p⁺p ^- [3], к-рое объясняется несохранением СР-чётности в прямых амплитудах соответствующих распадов. В рамках совр. теории электрослабого взаимодействия наблюдаемое нарушение СР-чётности естеств. образом возникает за счёт комплексности констант взаимодействия кварков с дублетом Хиггса бозонов, определяющих смешивание кварков в слабых заряженных токах. Эта комплексность проявляется только при наличии трёх (или более) поколений фермионов, но не наблюдается для случая одного или двух поколений. Малость нарушения СР-и. в распадах К-мезонов объясняется близостью матрицы смешивания кварков к единичной.

СР-и. предсказывает равенство вероятностей распадов частицы и античастицы в С-сопряжённые состояния. Заметное нарушение СР-и. ожидается в распадах частиц, содержащих b-кварк. Отличие от нуля электрич. диполь-ных моментов (ЭДМ) элементарных частиц также являлось бы проявлением нарушения CP-и. Эксперим. ограничение на ЭДМ нейтрона: d_n< 1,1·10^-25 см. Если всё нарушение СР-и. сводится к фазе констант в стандартной модели, то имеет место оценка d_n=e^.10^-32b2 см [4] и обнаружение ЭДМ нейтрона в эксперименте практически невозможно. При выходе за рамки стандартной модели (дополнит. хиггсовские мультиплеты, суперсимметрия)возникают новые возможности нарушения СР-и. и становится возможным значение d_n порядка эксперим. ограничения.

Нарушение СР-и. может иметь важное значение и для макрофизики. Одним из актуальных вопросов космологии является происхождение барионной асимметрии Вселенной.

Как отметил в 1967 А. Д. Сахаров, нарушение CP-и. необходимо для получения барионной асимметрии в горячей Вселенной теории. Эта идея получила развитие в рамках теорий Великого объединения.

Сильное взаимодействие также содержит возможность нарушения СР-и., связанную с т. н. q-членом в лагранжиане квантовой хромодинамики: , где G_mv - тензор глюонного поля, -дуальный тензор. Эксперим. ограничение на d_п пересчитывается в следующее ограничение на значение безразмерной константы q: q< 10^-8 . Наличие в теории столь малой константы требует объяснения. Один из способов естеств. образом избежать нарушения СР-и. в сильном взаимодействии состоит во введении дополнит. специальной глобальной симметрии U(1). При этом предсказывается существование лёгкого псевдоскалярного бозона - аксиона.

Лит.: 1) Ландау Л. Д., О законах сохранения при слабых взаимодействиях, "ЖЭТФ", 1957, т. 32, с. 405; 2)Christensen J. H. [е. a.]. Evidence for the 2p decay of the K⁰₂ meson, "Phys. Rev. Lett.", 1964, v. 13, p. 138; 3) Burkhardt H. [e. a.], First evidence for direct CP violation, "Phys. Lett.", 1988, v. В206. p. 169; 4) Шабалин E. П., Электрический дипольный момент нейтрона в калибровочной теории, "УФН", 1983, т. 139, в. 4, с. 561. M. И. Высоцкий.

   <<      Предметный указатель      >>