5
МАЙ 2009
Это была первая работоспособная
теория такого плана, однако она имела
один серьезный недостаток. В модели
Глэшоу частицы-переносчики не долж-
ны были обладать массой: на этом
постулате держалась калибровочная
симметрия — фундамент всей теории,
это же было залогом отсутствия рас-
ходимостей, из-за которых ученым
пришлось отказаться от модели Ферми.
В то же время результаты эксперимен-
тов ясно указывали на то, что перенос-
чики слабого взаимодействия должны
быть весьма массивными — порядка
100 ГэВ. Хотя непосредственно во
время экспериментов они не наблюда-
лись, такие выводы можно было сде-
лать по многочисленным косвенным
измерениям.
МАССУ В СТУДИЮ
Итак, массу нельзя было добавить
в теорию «руками», поправив в лаг-
ранжиане соответствующее слагаемое,
поскольку это разрушало симметрию
и возвращало в стройную теорию
Глэшоу расходимости.
Нужно было сделать так, чтобы
с появлением у переносчиков слабых
сил массы в лагранжиане начинали
расти дополнительные слагаемые,
вклад которых мог бы компенсировать
расходимости. Эти дополнительные
слагаемые, которые ученые добавили
в теорию, чтобы избавить теорию от
бесконечностей, можно интерпретиро-
вать как поля (сегодня мы называем их
хиггсовскими).
Таким образом, массы у час-
тиц появляются только при
Вопрос о том, появляются ли расхо-
димости в новой модели и можно ли от
них избавиться, оставался открытым до
тех пор, пока в начале 70-х годов Хоофт
и Велтман не сумели перенормировать
теорию Вайнберга — Салама. После
трудоемких машинных вычислений
выяснилось, что расходимостей в новой
теории не возникает.
Теперь общую модель электросла-
бых взаимодействий оставалось толь-
ко проверить на практике. Сначала
в 1973 году на эксперименте по рас-
сеянию нейтрино были обнаружены
слабые процессы, протекающие без
изменения заряда частиц, — так назы-
ваемые слабые токи, которые пред-
сказывала еще модель Глэшоу. А через
десять лет на ускорителе SPS (Super
Proton Synchrotron — суперпротонном
синхротроне) в CERN ученые смогли
непосредственно познакомиться с пере-
носчиками слабых сил — W- и Z-бозо-
нами.
На сегодняшний день рождение W-
и Z-бозонов наблюдалось в большом
количестве разных экспериментов,
так что уже не возникает никаких
сомнений в достоверности модели
Вайнберга — Салама — Глэшоу (по
крайней мере, той ее части, которая не
касается появления поля Хиггса).
В теории электрослабых сил оста-
лось еще много темных мест, напри-
CMS (компактный мюонный соленоид)
сравнительно низких энергиях, таких,
при которых мы их и наблюдаем
(даже самым мощным современным
ускорителям доступны чрезвычайно
малые по космическим масштабам
энергии). Частицы с очень высокой
энергией, такой, какая была у них
сразу после рождения Вселенной, были
безмассовыми. Потом, с расширением
Вселенной, частицы теряли свою энер-
гию и в конце концов стали массивны-
ми — нарушение симметрии в теории
при этом произошло как бы само по
себе (ученые говорят — спонтанно).
Теоретический аппарат для меха-
низма спонтанного нарушения симмет-
рии разработали Питер Хиггс, Роберт
Браут, Франсуа Энглэ и другие физики
в середине 1960-х годов. А уже к концу
70-х Стивен Вайнберг и Абдас Салам
независимо друг от друга сформу-
лировали обновленную теорию
электрослабого взаимодействия.
Так же как и Глэшоу, они
воспользовались калиб-
ровочными полями
Янга — Миллса,
кроме того,
они включили
в свою модель
разработанный
Хиггсом механизм,
чтобы сделать перенос-
чиков массивными.
предыдущая страница 71 Что нового в науке и технике 2009 5 читать онлайн следующая страница 73 Что нового в науке и технике 2009 5 читать онлайн Домой Выключить/включить текст