Введение к работе
Актуальность темы: Слабое взаимодействие имеет ряд уникальных свойств, которыми не обладает ни одно другое фундаментальное взаимодействие. Важнейшими среди них являются нарушение пространственной четности и несохранение странности. Благодаря этим свойствам слабые эффекты в адронных системах проявляются даже на фоне гораздо более интенсивного сильного взаимодействия. Величина наблюдаемых эффектов несохранения Р-четностп п странности является результатом совместного действия сильного и слабого взаимодействия адронов. "Затравочное" слабое взаимодействие между кварками происходит в области расстоянии и 1/тгцу. Благодаря сильному взаимодействию слабые эффекты охватывают гораздо большие расстояния вплоть до « 1/тх. Следует отметить, что в некоторых процессах в силу специфических правил отбора отсутствует однопионный обмен, ответственный за слабые силы с наибольшим радиусом действия. В этом случае слабое взаимодействие охватывает существенно меньшую область с верхней границей « 1/тр.
Сильное взаимодействие в свою очередь характеризуется радиусами фазовых переходов, на которых происходят непертурбатпвные эффекты КХД - конфапнмент (I/Aqcd) п спонтанное нарушение кпральной инвариантности (1/Ахсв)- Проблема непертурбатпвных эффектов в КХД еще не нашла окончательного теоретического решения. Феноменологический анализ показывает, что радиусы фазовых переходов заметно отличаются друг от друга: радиус конфайнмента составляет I/Aqcd ~ 1 Фм, тогда как кпральный фазовый переход происходит в области 1/Ахсв w 1/4тг/т « 0,2 Фм. Сравнение характерных радиусов фазовых переходов указывает на существование широкой области расстояний, в которой эффективными степенями свободы сильного взаимодействия являются констптуент-ные кварки, глюокы и гоядстоуновские псевдоскалярные бозоны, возникающие в результате спонтанного нарушения кпральной симметрии.
Слабое взаимодействие, охватывающее широкую область расстояний, где происходят непертурбатявные эффекты, оказывается удобным инструментом для изучения свойств фундаментальных полей КХД. Эти теоретические аспекты определяют актуальность исследований слабого
взаимодействия в нелептонных процессах. Актуальность научения слабых эффектов в адронных системах определяется и широкой программой экспериментальных исследований. В настоящее время в стадии подготовки находятся эксперименты по измерению эффекта несохранення пространственной четности в рр-рассеяшш п эксперименты по изучению безмезонных распадов гнперядер.
Цель работы:
Общая цель работы состояла в построении теоретического описания слабого взаимодействия в адронных системах, содержащих нуклоны, гипероны п тг-мезоны. Развитие теоретическое описание основывается на последовательном использовании в секторах сильного и слабого взаимодействия адронов полей лагранжиана КХД. Единый подход к описанию фундаментальных взаимодействий адронов позволяет получить предсказания для эффектов несохранения пространственной четности п/плн странности. Цель диссертационной работы реализовывалась в исследовании:
1. в системах, включающих нуклоны и 7г-меооны
эффектов несохранення пространственной четности в рассеянии т-мезонов на нуклонах
Р-нечетных эффектов в процессах радиационного взаимодействия ж-мезонов с нуклонами
2. в нуклонных системах
эффектов несохранения пространственной четности в тормозном излучении, сопровождающем рассеяние протонов
эффектов несохранения пространственной четности в рр-рассеянпп в широком диапазоне энергий
3. в гиперон-нуклонных системах
механизмов индуцированного распада Л-гиперона
природы правила Д/ = 1/2 в безмезонных распадах гнперядер
Научная новизна работы:
Дано теоретическое описание слабого взаимодействия адроноп в терминах фундаментальных полей КХД. Последовательный учет сильного взаимодействия адронов, играющего принципиальную роль в формировании наблюдаемых эффектов, позволяет дать самосогласованное описание имеющихся экспериментальных данных и сделать предсказания для планируемых и находящихся в стадии подготовки экспериментов.
Впервые получены однозначные предсказания для величины эффектов слабого взаимодействия в ttN системе в терминах фундаментальных полей лагранжиана КХД - кварков и 7г-мсзонов.
Впервые в терминах кварковых степенен свободы вычислены Р-пе-четные наблюдаемые в нуклоп-нуклопном взаимодействии. Полученные предсказания охватывают широкую область энергий от нескольких МзВ до нескольких сотен ГэВ.
Впервые в терминах фундаментальных степеней свободы лагранжиана сильного взаимодействия при низких энергиях (кварки п псевдоскалярные мезоны) вычислены парциальные вероятности индуцированного распада Л-пгаерона: процесса AN —> NN. Использование полей лагранжиана КХД для описания сильного и слабого взаимодействия позволило получить величины слабых эффектов без свободных параметров.
Впервые сделаны однозначные предсказания относительно сильного нарушения правила Д/ = 1/2 в индуцированном распаде Л-гнперона и указаны парциальные каналы, в которых это нарушение будет проявляться наиболее сильно.
Практическое значение
построено теоретическое описание слабого взаимодействия адронов (нуклонов, гиперонов и тг-мезонов) в терминах полей, входящих в лагранжиан КХД
на оспове развитого подхода сделаны однозначные предсказания для наблюдаемых эффектов слабого взаимодействия в нелептонпых процессах
полученные результаты являются надежным источником ннформа-
ции для планирования и проведения прецизионных экспериментов по наблюдению эффектов слабого взаимодействия
- сравнение теоретических предсказании с результатами экспериментальных измерений дает уникальную информацию о свойствах полей лагранжиана КХД п их взаимодействиях
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, приложения и списка литературы и содержит 158 страниц, в том числе 27 рисунков, 8 таблиц и список литературы из 160 наименовании.
