WikiSort.ru - Не сортированное

Четырёхфермионная теория слабого взаимодействия — теория слабого взаимодействия, предполагающая, что превращение нуклона при бета-распаде осуществляется в результате взаимодействия адронного тока, переводящего, например, нейтрон в протон, и лептонного тока, рождающего, например электрон и антинейтрино. Построена по аналогии теории взаимодействия заряда и электромагнитного поля в квантовой электродинамике. Является первой теорией слабых взаимодействий. Создана Энрико Ферми в 1934 году^[1]

Описание

По правилам теории возмущений квантовой механики, вероятность перехода квантовой системы в единицу времени из одного состояния в другое составляет ${\displaystyle {\frac {2\pi }{\hbar }}\left|\int \psi _{f}^{*}H\psi _{i}d\tau \right|^{2}\rho (E)}$ , где ${\displaystyle H}$  — гамильтониан взаимодействия, ${\displaystyle \rho (E)}$  — число конечных состояний системы на единичный интервал энергии, ${\displaystyle \psi _{i}}$  — волновая функция начального состояния системы, ${\displaystyle \psi _{f}}$  — волновая функция конечного состояния системы.

Основным предположением четырёхфермионной теории слабого взаимодействия является предположение о виде гамильтониана и волновых функций начального и конечного состояния^[2][3][4]: ${\displaystyle \int \psi _{f}^{*}H\psi _{i}d\tau ={\frac {G_{F}}{\sqrt {2}}}\int (u_{f}^{*}\gamma _{\alpha }u_{i})(\psi _{e}^{*}\gamma _{\alpha }\psi _{\nu })d\tau }$ , где ${\displaystyle G_{F}}$  — константа Ферми, ${\displaystyle u_{f}}$ , ${\displaystyle \psi _{e}}$ , ${\displaystyle \psi _{\nu }}$  — волновые функции конечного состояния нуклона, электрона и нейтрино, ${\displaystyle u_{i}}$  — волновая функция начального состояния нуклона, ${\displaystyle \gamma _{\alpha }}$  — матрицы Дирака.

Значения волновых функций электрона и нейтрино берутся в точке пространства, где находится нуклон, интегрирование производится лишь по координатам нуклона. Это аналогично рассмотрению взаимодействия электрона с фотоном в квантовой электродинамике, где предполагается, что электрон и фотон находятся в одной точке.

Теория Ферми объясняет форму энергетического спектра и даёт среднее время жизни нейтрона, по порядку величины совпадающее с найденным из опыта^[5].

Константа Ферми

Константа Ферми обычно обозначается как ${\displaystyle G_{F}}$ и имеет величину ${\displaystyle 1,4*10^{-62}}$ Дж * м^3[3].

Примечания

Литература

• Бете Г., Моррисон Ф. Элементарная теория ядра. — М.: Иностранная литература, 1958. — 670 с.
• Яворский Б.М. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. — М.: Оникс, 2007. — 1056 с. — ISBN 978-5-488-01248-6.