Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
Какой процесс может соответствовать взаимодействию между заряженной частицей и фотоном? Нам известно, что заряды испускают электромагнитные волны, т.е. наша частица могла бы испустить фотон. Таким образом, за основу можно было бы принять процесс Амплитуда испускания фотона с поляризацией $\mu$ есть Амплитуда взаимодействия $\Gamma_{ где $a$ и $b$ — некоторые константы. Кроме того, на взаимодействие мы должны наложить условие, чтобы избавиться от двух лишних поляризаций, входящих в $D_{\mu удовлетворять условию Лоренца, то Но $k_{\mu} e_{\mu}^{\lambda}=0$ только для 3 -х векторов $e^{\lambda}(\lambda=1,2,3)$, а $k_{\mu} e_{\mu}^{0} Здесь мы воспользовались тем, что $\partial D\left(x_{3}-x\right) / \partial x_{3 \mu}=-\partial D\left(x_{3}-x\right) / \partial x_{\mu}$ и проинтегрировали по частям. (1.130) выполнится, если Мы получили условие на взаимодействие. Подставим (1.127) в (1.131): Поскольку $\partial^{2} G(x) / \partial x_{\mu}^{2}=-m^{2} G-i \delta(x)$, если положить $a=-b$, члены с массой в (1.132) взаимно уничтожаются, остается которое поддерживает точное сохранение тока в момент приготовления частицы. Однако это дополнительное взаимодействие никогда не войдет в амплитуды физических процессов. Заряженные частицы, которые мы изучаем в природе, приготавливаются задолго до эксперимента — так, что фотоны, испущенные в процессе приготовления, никогда не попадут в детекторы. Соответственно, Этой амплитуде соответствует график: описывающей превращение двух заряженных частиц в фотон, но нам известно, что заряд-то вроде бы должен сохраняться. Есть и другое формальное противоречие, не связанное с зарядом. Если есть две одинаковые частицы со спином нуль, как известно, амплитуда любого процесса с этими частицами должна быть симметрична относительно их перестановки. Мы же получили явно антисимметричную амплитуду (см. (1.134)) (относительно перестановки $x_{1} \leftrightarrow x_{2}$ ). Выход из такой ситуации есть, и заключается он в гипотезе, что для заряженных частиц имеет место вырождение по массе, т. е. для любой заряженной частицы существует античастица с той же массой, но противоположного заряда. Такая гипотеза приводит к другой возможности интерпретации графика на рис. 7: из $x_{2}$ движется не частица, а античастица. Можно считать, что $G(x)$ при $t>0$ имеет смысл функции распространения частицы, при $t<0$ — античастицы. Для того, чтобы спасти сохранение заряда, мы вынуждены приписать античастице противоположный заряд. Этим самым мы сразу же решаем и проблему с симметрией амплитуды. Действительно, если $t_{1}<t<t_{2}$, при замене $x_{1} \leftrightarrow x_{2}$ мы получим $t_{2}<t<t_{1}$, т. е. мы получаем диаграмму с распространением античастицы, а не частицы. Поскольку античастица нетождественна частице, мы не должны требовать симметрии этой амплитуды. Одновременно мы приходим к выводу, что амплитуда меняет знак при замене частицы на античастицу. Как мы увидим ниже, $\gamma$ пропорциональна электрическому заряду, так что это еще раз показывает, что заряд античастицы противоположен по знаку заряду частицы. Существование античастиц в настоящее время является твердо установленным экспериментальным фактом, а их предсказание, собственно, явилось следствием релятивистской инвариантности и сохранения заряда. Вообще, существование античастиц есть всегда следствие сохранения некоторого (не обязательно электрического) заряда, существование антинейтрона, например, связано с сохранением барионного заряда, анти- $K$-мезона — с сохранением гипер-заряда и т. д.
|
1 |
Оглавление
|