Читать «Без ретуши. Портреты физиков на фоне эпохи» онлайн - страница 11

Область применимости теории слабых взаимодействий. С 1958 года, когда Гелл-Манн-Фейнман и Маршак-Сударшан сформулировали универсальную четырёхфермионную теорию слабого взаимодействия, меня стал интересовать вопрос о высших поправках в этой неперенормируемой теории. Идея состояла в том, что за счёт высших поправок по слабому взаимодействию должен возникнуть ряд наблюдаемых эффектов, а их отсутствие на эксперименте позволило бы ограничить сверху область применимости теории слабых взаимодействий. Предполагалось, что интегрирование по импульсам виртуальных адронов обрезается за счёт сильного взаимодействия, и, следовательно, диаграммы с виртуальными адронами учитывать не надо — их вклад мал. В работе 1960 года (ЖЭТФ 38, 1608 (1960)) из таких эффектов были рассмотрены распады μ → е + γ, μ → 3е и поправки, нарушающие равенство констант β- и μ-распадов. В то время считалось, что есть только одно нейтрино, т. е. распад μ → е + γ разрешён. Наиболее сильное ограничение Λ d 50 GeV возникало именно из этого распада. Однако, когда выяснилось, что электронное и мюонное нейтрино различны, это ограничение отпало. Поскольку из рассмотрения чисто лептонных процессов никаких ограничений не возникало, и существовало общее мнение, что процессы с виртуальными адронами обрезаются сильными взаимодействиями, то возникало впечатление, что этот путь бесперспективен.

В работе 1966 года (Письма в ЖЭТФ 4, 332 (1966)) я установил, что в силу алгебры токов в некоторых случаях (речь шла о поправках к константе β-распада за счёт слабого взаимодействия в теории с промежуточным бозоном) сильное взаимодействие не обрезает амплитуды с виртуальными адронами. Е. П. Шабалин поставил передо мной вопрос: нельзя ли эту технику применить к рассмотрению слабых нейтральных токов, где экспериментальные ограничения очень сильны. Совместно с Шабалиным, в теории, где есть только обычные и странные частицы (т.е. только u-, d-, s-кварки), мы рассмотрели процесс распада K_L → μ⁺μ^– и разность масс K_L- и K_S-мезонов; показали, что в силу алгебры токов здесь не происходит обрезания виртуальных слабых взаимодействий сильными, и вычислили амплитуду K_L → μ⁺μ^– и разность масс K_L – K_S в порядке G²Λ². Наиболее сильное ограничение на предел обрезания Λ d 5 GeV возникло из разности масс K_L — K_S. На кварковом языке оно означало, что теория слабого взаимодействия с u-, d-, s-кварками меняет свою форму при весьма низких энергиях Е d 5 GeV. Это утверждение явилось исходным пунктом для гипотезы Глэшоу, Иллиопоулоса и Майани о существовании с-кварка и введения такой формы слабого взаимодействия, чтобы вклад с-кварка компенсировал расходящиеся члены за счёт u-, d-, s-кварков (ГИМ-механизм)

Мы доложили нашу работу на семинаре ИТЭФ, выпустили препринт, статья была опубликована в журнале Ядерная Физика. Спустя некоторое время Л. Б. Окунь поехал на конференцию в США. Вернувшись оттуда, он рассказал на теоретическом семинаре ИТЭФ то новое, что он узнал на конференции. Основной новостью было соотношение для разности масс K_L- и K_S-мезонов, полученное Гелл-Манном, Голдбергером, Лоу и Кроллом за счёт поправок по слабому взаимодействию. В формуле, которую он написал на доске, я узнал нашу формулу — они точно совпадали. (Строго говоря, как в нашей, так и в их формуле предполагалось насыщение вакуумным состоянием. Мы, кроме того, вычислили вклад следующего, однопионного состояния, и показали, что он мал.) После семинара я показал Льву Борисовичу уже опубликованную нашу работу и напомнил, что он присутствовал на том семинаре, где я её рассказывал. Он посоветовал мне послать письмо и оттиск статьи Лоу, который докладывал работу на конференции. В своём ответе Лоу признал, что мы сделали то же самое, что и они, значительно раньше. Статья Гелл-Манна, Голдбергера, Лоу и Кролла так и не появилась в печати. В своей обзорной статье по этому вопросу Лоу ссылался на нашу работу, не упоминая о своей.