один мультиплет. У теорії передбачається, що до спостережуваних часткам додаються суперпартнери, спини яких відрізняються на +1/2 або -1/2. Наприклад, до електрона додається суперпартнери зі спіном 0. p> У цих теоріях ферміони мають суперпартнерів, які повинні бути бозона, а бозони - суперпартнерів, які повинні бути ферміонами. У суперсиметричних теоріях постулюється існування операторів, які переводять бозони | B> в фермиони | f>
| b> = | F>. br/>
Парні оператори перетворюють ферміони в бозони. Оператор залишає незмінними всі квантові числа частки, за винятком спина. На пошук суперсиметричних партнерів спрямований цілий ряд експериментів на діючих і споруджуваних коллайдерах.
* Зі співвідношення невизначеності слід, що якщо невизначеність в енергії більше подвоєної маси електрона, то може виникнути віртуальна електрон-позитронна пара, яка існуватиме протягом часу t =/2m e c 2 . Віртуальні електрон-позитронного пари відіграють істотну роль у структурі електрона. Електрон оточений хмарою віртуальних електрон-позитронного пар, причому позитивні заряди распологаются ближче до електрона (поляризація вакууму). Такий "голий" електрон, оточений хмарою вакуумної поляризації називають фізичним електроном. На великих відстанях ефекти поляризації вакууму не помітні. Характерні розміри, в яких виявляються ефекти поляризації вакууму порядку комптонівської довжини хвилі електрона ~ 10 -11 див. Закон Кулона перестає виконуватися, якщо електрони зближаються на відстань менше 10 -11 см. Сили взаємодії між електронами виявляються дещо більше, ніж випливає з закону Кулона. Експериментальні докази ефекту поляризації вакууму були отримані в результаті порівняння прецизійних вимірювань енергій рівнів атома водню (Лемб) і магнітного моменту електрона (Каш) з розрахунками в рамках квантової електродинаміки (КЕД), які враховують віртуальні процеси.
** На малих відстанях кварки поводяться як квазісвободние частинки. З збільшенням відстані між кварками сила взаємодії між ними росте і одиночний кварк не може вилетіти з адрону (асімтотіческая свобода). Асимптотична свобода проявляється на відстанях <10 -13 см.
Залежність сили взаємодії кварків від відстані між ними дозволяє відповісти на питання про ядерні сили, тобто силах, які пов'язують нуклони в атомному ядрі. Є деяка аналогія з атомом. Атом електрично нейтральний. Коли атоми перебувають на великих відстанях (> 10 -8 см) один від одного, вони не взаємодіють. Але коли вони зближаються на відстані зрівнянні з їх розмірами, між їхніми електронними оболонками виникають сили відштовхування. Це причина того, чому звичайна речовина досить важко стиснути. Кінцівка розмірів атомів і розподіл у них електричного заряду призводить до сил Ван-дер-Ваальса.
Адрони є колірними сінглет. Сильна взаємодія відбувається тільки між кварками і глюонами. Тому, коли два адрону сбіжаются на відстань порівнянне з їх розмірами (~ 10 -13 см), між ними починають діяти сили аналогічні силам Ван-дер-Ваальса. Із збільшенням відстані взаємодія між нуклонами швидко зменшується. Т. е. ядерні сили не є елементарними, а настільки ж вторинні по відношенню до сильного взаємодії, як і сили Ван-дер_Ваальса по відношенню до електромагнітного взаємодії.
Експериментально давно було встановлено подобу електромагнітного і слабкої взаємодій у тому сенсі, що обидва вони можуть бути зрозумілі в рамках теорії з векторними частками в Як квантів поля - фотоном і слабкими проміжними бозонами. Відповідно, і струми часток мають векторний характер для електромагнітного та векторний і аксиально-векторний - для слабкого взаємодій (у слабких взаємодіях порушується парність). Електромагнітний струм для електронів:
В
кваркового електромагнітні струми мають, зрозуміло, аналогічний вид:
В
Різниця пов'язано тільки з відмінностями в електричних зарядах. У той же час слабкі струми, пов'язані з розпадами частинок, заряджені. Так, розпад мюона, містить добуток двох заряджених струмів:
В
.
Значок L означає, що з 4-СПІНОР виділено левоспіральное стан за допомогою матриці (1 - г 5 ). У феноменологічної теорії гамільтоніан цього розпаду вибирався у вигляді твору струм x струм (ефективне 4-ферміоном взаємодія):
В
де G F 10 -5 M p 2 - знаменита константа Фермі. У теорії з обміном слабким проміжним бозоном первинним є лагранжіан взаємодії виду
В
який, до речі сказати, описує розпад W-бозона по 3 лептонним каналах (Cюда ще доданий заряджений струм тау-лептона і його нейтрино), причому
В
(h.c. - Оператор ермітовим сполучення, визначається як a + = a * T , де * - комплексне сполучення, T - транспонування. Згрупуємо тепер лептони ...
