Глава 10. ПРОЦЕССЫ СЛАБОГО РАСПАДА

§ 1. Бета-распад

Многие процессы распада адронов рассмотрены в рамках кварковой модели. Мы не будем изучать все их подробно, а дадим несколько примеров для каждого типа взаимодействия, пытаясь тем самым упомянуть как успехи, так и недостатки модели. Многое из того, что мы будем говорить о свойствах распада, взято из работ Ван Ройена и Вайскопфа [86, 87]. Мы ограничимся состояниями с и начнем в этой главе со слабых распадов.

Первый класс процессов, которые мы рассматриваем, — это процессы Р-распада

где А и В — адроны, I — электрон или мюон, нейтрино или антинейтрино. Мы предположим теперь, что эти процессы можно описать с помощью процессов Р-распада соответствующих кварков (фиг. 3) и что они следуют из ток-токового взаимодействия

Здесь — состояния кварка, лептона и нейтрино соответственно, — угол Кабиббо, — перенормированные константы взаимодействия кварков для векторной и аксиально-векторной связей, наконец, — оператор, преобразующий состояние типа (состояние типа V) в состояние типа Плотность адронного в (10.2) состоит из элементов октета, совместимых с гипотезой Кабиббо [88]. Кроме того, поскольку сохраняющая странность часть является -компонентой изоспинового тока,

формула (10.2) дает все результаты теории с сохраняющимся векторным током [89, 90]. В частности, где — константа связи чисто лептонного распада

Введение угла Кабиббо на кварковом уровне гарантирует универсальность этого угла для всех адронов в согласии с фактами.

В предположении нерелятивистского движения кварков остаются только временная компонента члена с и пространственная компонента члена с , вырождающиеся соответственно в единичный оператор и спиновый оператор а. Это дает

Теперь мы поместим это выражение между адронными состояниями , принадлежащими к одному и тому же -мультиплету. Используя (5.6), (5.12) и тот факт, что для -распадах мы можем написать

где индекс показывает, что рассматриваемый оператор действует на кварк в выражении для Принимая и вычисляя

[тем самым используя (6.3) и (6.4)], мы приходим к выводу

где — векторная и аксиально-векторная константы связи для нуклонов. Из экспериментального значения получаем

Используя эти значения, мы можем вычислить матричные элементы и ширины распада для всех реакций типа (10.1). Результаты совпадают с теми, которые получены в -симметрии с для аксиальных токов [91].