Oddziaływania słabe

Rozwiązanie tego problemu pozwalające jednocześnie przypisać kwarkowi słaby izospin zaproponowali S. Glashow, J. Iliopoulos i L. Maiani. Jeśli istnieje w przyrodzie czwarty kwark , to oprócz kwarkowego dubletu słabego izospinu można wprowadzić podobny dublet

[84]

gdzie , i uzupełnić prąd kwarkowy (78) o drugi człon zawierający dublet . Prąd neutralny (83) zostaje wtedy zastąpiony prądem

[85]

Eliminuje to problem zwiazany z rozpadem , gdyż pojawia się wtedy dodatkowy diagram pokazany na rysunku 38b, który daje do amplitudy przyczynek dokładnie skracający wkład od diagramu z rys. 38a.

Po wyeliminowaniu wiodącego wkładu do amplitudy prawdopodobieństwa rozpadu , amplituda ta wciąż nie musi znikać, gdyż istnieje też wkład pochodzący z oddziaływań wyższego rzędu naładowanych prądów kwarkowych postaci (78) z naładowanym prądem leptonowym (79) pokazany na rys. 39a, który sam nadal prowadziłby do zbyt krótkiego czas życia neutralnego mezonu .

Rysunek 39. Rozpad .

(aby obejrzeć powiększony rysunek, kliknij w miniaturkę)

Na szczęście wprowadzenie dodatkowego kwarkowego dubletu słabego izospinu (84) rozwiązuje i ten problem: do amplitudy rozpadu wkład daje jeszcze dodatkowy podproces pokazany na rys. 39b. Gdyby masa kwarka była dokładnie taka sama jak masa kwarka to odpowiadające diagramom a) i b) wkłady do amplitudy rozpadu różniły by się tylko znakiem (jak widać z rysunku 39 pierwszy z nich jest proporcjonalny do , a drugi do ) i całkowita amplituda rozpadu znikałaby! Ponieważ , amplituda w rzeczywistości nie jest równa zeru, ale jest silnie tłumiona co zgadza się z informacją eksperymentalną. Taki mechanizm tłumienia amplitud procesów zachodzących przez oddziaływania wyższego rzędu imitujących oddziaływania prądów neutralnych zmieniających zapach kwarków nazywa się mechanizmem GIM (Glashowa, Iliopoulosa, Maianiego).

W istocie żądanie dostatecznego tłumienia amplitudy rozpadu dzięki wzajemnemu skracaniu się przyczynków do niej pochodzących od diagramów 39a i b, pozwoliło teoretykom M.K. Gaillard i B.W. Lee oszacować poprawnie masę kwarka powabnego , zanim został on odkryty doświadczalnie.

Copyright © 1997-2024 Wydawnictwo Naukowe PWN SA
infolinia: 0 801 33 33 88