12. ПОЛЮСА РЕДЖЕ, ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ И СЛАБЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

12.1. Введение

До сих пор мы рассматривали только адронные взаимодействия представляющие собой основную сферу приложения реджевской теории. Предполагая, что изоспиновая симметрия в процессах рассеяния выполняется точно, мы игнорировали электромагнитные эффекты, и поэтому не возникало необходимости рассматривать слабые взаимодействия частиц, как, например, -распад и т. п. Конечно же, любое исследование электромагнитных или слабых взаимодействий адронов обязательно включает и излучение их адронных свойств, потому что именно сильные взаимодействия в основном обусловливают составную структуру адронов. Теория Редже играла малую, но не пренебрежимо малую роль в развитии теории этих слабых взаимодействий. Поэтому если и существует какая-либо возможность объединения всех взаимодействий, то она должна быть согласована с теорией Редже. В этой главе мы кратко обсудим возникающие проблемы.

В основном существуют две проблемы. Во-первых, слабые взаимодействия (а с этого момента мы будем использовать термин «слабые» по отношению как к электромагнитным, так и к слабым взаимодействиям) в общем случае формулируются в терминах лагранжевой теории поля для взаимодействий фундаментальных частиц. Это лептоны I (т.е. электрон мюон и нейтрино фотон у, векторный бозон и фундаментальные адроны (которые, по крайней мере вначале, не лежат на реджевских траекториях, а возникают как символы Кронекера -плоскости). Адроны, в свою очередь, могут быть составлены из фундаментальных частиц — кварков, связанных друг с другом посредством обмена «глюонами». При этом возникает вопрос о том, могут ли эти фундаментальные частицы реджезоваться в результате взаимодействия, т. е. можно ли их разместить на траекториях Редже. Ясно, что при попытке объединить теорию поля с реджевской физикой эта проблема является основной, и мы исследуем ее в разд. 12.3.

Во-вторых, теории слабого взаимодействия адронов обычно используются только с точностью до членов первого порядка по слабой константе связи или и поэтому ограничения, налагаемые унитарностью, не работают. Это значит, что фиксированные полюса в -плоскости не обязательно запрещены и некоторые теории, как, например, алгебра токов, действительно приводят к их появлению. Однако если интересоваться, что произойдет, если просуммировать все порядки по константе связи, то результаты разд. 3.4 и 4.7 подсказывают, что унитарность должна приводить к реджезации таких фиксированных полюсов. Но если это так, то какие именно частицы

лежат на возникающих при этом траекториях? Эти вопросы будут исследованы в разд. 12.4.

Основное значение теории Редже заключается в том, что она предсказывает ожидаемое асимптотическое поведение амплитуды рассеяния, и поэтому мы закончим эту главу очень коротким обзором реджевских предсказаний для слабых амплитуд рассеяния. Эти предсказания будут относиться к электромагнитным процессам типа «глубоко неупругого рассеяния» электрона (рис. 12.1, а), которые, после выделения известной константы связи электрона с фотоном и пропагатора фотона, зависят только от сечения поглощения виртуального фотона протоном, т. е. процесса

Рис. 12.1. а — Глубоко неупругое рассеяние электрона на протоне в однофотонном приближении. Котстаята связи в каждой вершине равна а нижняя часть диаграммы есть амплитуда процесса где VV — виртуальный фотон с массой (Реальные фотоны, разумеется, имеют массу Глубоко неупругое рассеяние нейтрино в приближении однобозонного векторного обмена, в каждой вершине стоит фериевская константа связи

Может быть рассмотрен также процесс рассеяния нейтрино (где или в зависимости от того, является нейтрино электронного или мюонного типа), который можно описать, по крайней мере формально, как процесс где — гипотетический «промежуточный векторный бозон», рассматриваемый в некоторых теориях как переносчик слабого взаимодействия (см. рис. 12.1, б). Таким образом, связаны соответственно с электромагнитным и слабым адронным» «токами», которые будут рассмотрены в этой главе.

Мы не будем пытаться, однако, давать полное введение в теорию слабого взаимодействия, а читатель, не знакомый с этими вопросами, может изучить их по очень полезным книгам [61, 186, 47, 165], дополняющим приведенные в этой главе ссылки.