Kuchli CP muammosi - Strong CP problem

The kuchli CP muammosi degan savol jumboqli savol zarralar fizikasi: Nima uchun kvant xromodinamikasi (QCD) saqlanib qolganga o'xshaydi CP-simmetriya ?

Zarralar fizikasida, CP Charge + Parity yoki Charge-konjugatsiya Parity simmetriyasi: ning kombinatsiyasi zaryadlash konjugatsiya simmetriyasi (C) va tenglik simmetriya (P) .Kvant xromodinamikasining hozirgi matematik formulasiga ko'ra, buzilish CP-simmetriya yilda kuchli o'zaro ta'sirlar sodir bo'lishi mumkin. Biroq, CP-simmetriyasining buzilishi hech qachon faqat kuchli o'zaro ta'sirni o'z ichiga olgan biron bir eksperimentda kuzatilmagan. QCD-da uni saqlab qolish uchun ma'lum bir sabab yo'qligi sababli, bu "puxta sozlash "deb nomlanuvchi muammo kuchli CP muammosi.

Ba'zida kuchli CP muammosi an deb qaraladi fizikada hal qilinmagan muammo, va "barcha fizikada eng past baholangan jumboq" deb nomlangan.^[1]^[2] Kuchli CP muammosini hal qilish uchun bir nechta taklif qilingan echimlar mavjud. Eng taniqli Peccei-Quinn nazariyasi,^[3] yangi bilan bog'liq psevdoskalar zarralar deb nomlangan aksiyalar.

CP buzilishi

CP-simmetriya zarrachani uning zarrachasi bilan almashtirganda fizik qonunlari bir xil bo'lishi kerakligini aytadi (C simmetriya, chunki zarrachalar zaryadlari mos keladigan zarrachaning manfidir), keyin chapga va o'ngga almashtirildi (P simmetriya).

Tajribalar QCD sektorida biron bir CP buzilishini ko'rsatmaydi. Masalan, kuchli o'zaro ta'sir qiluvchi sektorda umumiy CP buzilishi elektr dipol momenti ning neytron bu 10 bilan solishtirish mumkin⁻¹⁸ e ·m esa joriy eksperimental yuqori chegara bu hajmning taxminan milliarddan biriga teng.^[4]

QCDda CPni qanday buzish mumkin

QCD CP-simmetriyasini osonlikcha buzmaydi elektr zaiflik nazariyasi; o'lchov maydonlari juftlikni tenglikni buzadigan elektro zaiflik nazariyasidan farqli o'laroq chiral oqimlar, QCD juftligining glyonlari vektor oqimlariga. CP-simmetriyasining kuzatilgan biron bir buzilishining yo'qligi muammodir, chunki QCDda tabiiy atamalar mavjud Lagrangian CP-simmetriyasini buzishga qodir bo'lganlar.

{ displaystyle { mathcal {L}} = - { frac {1} {4}} F _ { mu nu} F ^ { mu nu} - { frac {n_ {f} g ^ {2 } theta} {32 pi ^ {2}}} F _ { mu nu} { tilde {F}} ^ { mu nu} + { bar { psi}} (i gamma ^ { mu} D _ { mu} -me ^ {i theta ^ {, prime} gamma _ {5}}) psi}

^{[tushuntirish kerak ]}

Nolinchi tanlov uchun $θ$ burchak va chiral kvark massa fazasi $θ '$ kimdir CP-simmetriyasini buzilishini kutadi. Agar chiral kvark massa fazasi bo'lsa $θ '$ umumiy samaradorlikka qo'shiladigan hissaga aylantirilishi mumkin $θ$ burchak, nima uchun bu samarali burchak tartibli bo'lish o'rniga juda kichikligini tushuntirish kerak bo'ladi; nolga juda yaqin bo'lishi kerak bo'lgan burchakning ma'lum bir qiymati (bu holda) a ga misoldir nozik sozlash muammosi fizika bo'yicha. Agar faza bo'lsa $θ '$ gamma-matritsalarda so'riladi, nima uchun ekanligini tushuntirish kerak $θ$ kichik, ammo uni nolga tenglashtirish g'ayritabiiy bo'lmaydi.

Agar ulardan kamida bittasi bo'lsa kvarklar standart model massasiz edi, $θ$ kuzatib bo'lmaydigan bo'lib qoladi; ya'ni nazariyadan yo'qoladi. Biroq, ampirik dalillar shuni ko'rsatadiki, kvarklarning hech biri massasiz emas va shu sababli kuchli CP muammosining echimi muvaffaqiyatsiz tugaydi.

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

^ Mannel, Tomas (2006 yil 2–8 iyul). "CPni buzish nazariyasi va fenomenologiyasi" (PDF). Yadro fizikasi B. Gipertonlar, jozibadorlik va go'zallik hadronlari bo'yicha 7-xalqaro konferentsiya (BEACH 2006). 167. Lankaster: Elsevier. 170–174 betlar. Bibcode:2007NuPhS.167..170M. doi:10.1016 / j.nuclphysbps.2006.12.083. Olingan 15 avgust 2015.
^ "" Kuchli CP muammosi "- bu butun fizikada eng past baholangan jumboq".
^ Peccei, Roberto D.; Kvinn, Xelen R. (1977). "CP soxta zarralar ishtirokida konservatsiya ". Jismoniy tekshiruv xatlari. 38 (25): 1440–1443. Bibcode:1977PhRvL..38.1440P. doi:10.1103 / PhysRevLett.38.1440.
^ Beyker, C.A .; Doyl, D.D .; Geltenbort, P .; Yashil, K .; van der Grinten, M.G.D .; Xarris, PG .; Iaydjiev, P .; Ivanov, S.N .; May, D.J.R. (2006 yil 27 sentyabr). "Neytronning elektr dipol momentining eksperimental chegarasi yaxshilandi". Jismoniy tekshiruv xatlari. 97 (13): 131801. arXiv:hep-ex / 0602020. doi:10.1103 / PhysRevLett.97.131801. PMID 17026025. S2CID 119431442.CS1 maint: bir nechta ism: mualliflar ro'yxati (havola)

[1] Mannel, Tomas (2006 yil 2–8 iyul). "CPni buzish nazariyasi va fenomenologiyasi" (PDF). Yadro fizikasi B. Gipertonlar, jozibadorlik va go'zallik hadronlari bo'yicha 7-xalqaro konferentsiya (BEACH 2006). 167. Lankaster: Elsevier. 170–174 betlar. Bibcode:2007NuPhS.167..170M. doi:10.1016 / j.nuclphysbps.2006.12.083. Olingan 15 avgust 2015.

[2] "" Kuchli CP muammosi "- bu butun fizikada eng past baholangan jumboq".

[3] Peccei, Roberto D.; Kvinn, Xelen R. (1977). "CP soxta zarralar ishtirokida konservatsiya ". Jismoniy tekshiruv xatlari. 38 (25): 1440–1443. Bibcode:1977PhRvL..38.1440P. doi:10.1103 / PhysRevLett.38.1440.

[4] Beyker, C.A .; Doyl, D.D .; Geltenbort, P .; Yashil, K .; van der Grinten, M.G.D .; Xarris, PG .; Iaydjiev, P .; Ivanov, S.N .; May, D.J.R. (2006 yil 27 sentyabr). "Neytronning elektr dipol momentining eksperimental chegarasi yaxshilandi". Jismoniy tekshiruv xatlari. 97 (13): 131801. arXiv:hep-ex / 0602020. doi:10.1103 / PhysRevLett.97.131801. PMID 17026025. S2CID 119431442.CS1 maint: bir nechta ism: mualliflar ro'yxati (havola)

[1]

[2]

[3]

[4]