Электраслабае ўзаемадзеянне

У фізіцы элементарных часціц электрасла́бае ўзаемадзе́янне з’яўляецца агульным апісаннем двух з чатырох фундаментальных узаемадзеянняў: слабага ўзаемадзеяння і электрамагнітнага ўзаемадзеяння. Хоць гэтыя два ўзаемадзеянні вельмі адрозніваюцца на звычайных нізкіх энергіях, у тэорыі яны ўяўляюцца як дзве розныя праявы аднаго ўзаемадзеяння. Пры энергіях вышэй энергіі аб’яднання (парадку 100 ГэВ) яны злучаюцца ў адзінае электраслабае ўзаемадзеянне.

Тэорыя электраслабага ўзаемадзеяння

Тэорыя электраслабага ўзаемадзеяння ўяўляе сабой створаную ў канцы 60-х гадоў 20-га стагоддзя С. Вайнбергам, Ш. Глэшау, А. Саламам адзіную (аб’яднаную) тэорыю слабага і электрамагнітнага ўзаемадзеянняў кваркаў і лептонаў, якія ажыццяўляюцца праз абмен чатырма часціцамі — бязмасавымі фатонамі (электрамагнітнае ўзаемадзеянне) і цяжкімі прамежкавымі вектарнымі базонамі (слабае ўзаемадзеянне). Прычым фатон і Z-базон з’яўляюцца суперпазіцыяй іншых дзвюх часціц — B⁰ і W⁰:

$\gamma =B^0\cdot \cos {\theta }_W+W^0\cdot \sin {\theta }_W,$

$Z^0=-B^0\cdot \sin {\theta }_W+W^0\cdot \cos {\theta }_W,$

дзе ${\theta }_W$ — вугал электраслабага змешвання (Шаблон:Нп5).

Такім чынам, у гэтай тэорыі пастуліруецца, што электрамагнітнае і слабае ўзаемадзеянні — гэта розныя праявы адной сілы.

Матэматычна аб’яднанне ажыццяўляецца пры дапамозе калібровачнай групы SU(2) × U(1). Адпаведныя калібровачныя базоны — фатон (электрамагнітнае ўзаемадзеянне) і W- і Z-базоны (слабае ўзаемадзеянне). У Стандартнай мадэлі калібровачныя базоны слабага ўзаемадзеяння атрымліваюць масу з-за спантаннага парушэння электраслабай сіметрыі ад $SU(2)\times SU(1{)}_Y$ да $SU(1{)}_{em}$, выкліканага механізмам Хігса (гл. таксама Хігсаўскі базон). Ніжнія індэксы выкарыстоўваюцца, каб паказаць, што існуюць розныя варыянты $SU(1)$; генератар $SU(1{)}_{em}$ даецца выразам $Q=Y/2+I_3$, дзе Y — генератар $SU(1{)}_Y$ (т.зв. слабы гіперзарад), а $I_3$ — адзін з генератараў $SU(2)$ (кампанент ізаспіна). Адрозненне паміж электрамагнетызмам і слабым узаемадзеяннем з’яўляецца ў выніку (нетрывіяльнай) лінейнай камбінацыі Y і $I_3$, якая знікае для базона Хігса (гэта ўласны стан як Y, так і $I_3$): $SU(1{)}_{em}$ вызначаецца як група, генераваная менавіта гэтай лінейнай камбінацыяй, і не падвяргаецца спантаннаму парушэнню сіметрыі, бо не ўзаемадзейнічае з базонам Хігса.

Гісторыя

За ўклад у аб’яднанне слабага і электрамагнітнага ўзаемадзеянняў элементарных часціц Шэлдану Глэшау, Стывену Вайнбергу і Абдусу Саламу была прысуджана Нобелеўская прэмія па фізіцы за 1979. Існаванне электраслабых узаемадзеянняў было эксперыментальна ўстаноўлена ў два крокі: спачатку былі адкрыты нейтральныя токі ў сумесным эксперыменце Гаргамела па рассейванню нейтрына ў 1973 г., а затым сумесныя эксперыменты UA1 і UA2 у 1983 г. даказалі існаванне W і Z калібравальных базонаў пры дапамозе пратон-антыпратонных сутыкненняў на паскаральніку SPS (Super Proton Synchrotron, пратонны суперсінхратрон).

Гл. таксама

• Стандартная мадэль
• Калібровачны базон
• Механізм Хігса

Літаратура

• Шаблон:Крыніцы/БелЭн С. 90.
• Шаблон:З