中间玻色子理论——Ⅰ.基本假设和对称性

本文提出了一个中间玻色子理论,把弱作用中宇称、同位旋和奇异数的不守恒都归之于中间玻色子的特殊性质(破缺性质)。这个理论统一描述了轻子型和非轻子型蜕变过程。当应用于轻子型蜕变,可以得到Cabibbo理论,并且给他的“单位长度”假设以自然的解释(几率归一条件)。当应用于非轻子型蜕变,可以得到|△I|=1/2等规律。     

Cabibbo理论与非轻子衰变

Cabibbo应用强相互作用粒子的么正对称性,讨论了轻子衰变问题,得到与实验相符的结果。Salam和Okubo分别引入了相应的中性轻子流和四个中间玻色子,把Cabibbo理论写成流—中间玻色子耦合形式,使得有效的非轻子拉格朗日量满足|△T|=1/2的选择定则。但是这样得出的非轻子衰变几率将比实验小一个数量级。我们希望再引入两个中间玻色子来克服这一困难。     

弱作用对轻子电磁性质的影响

讨论了弱作用对轻子电磁性质的影响。对于中间玻色子和轻子及电磁场的相互作用应用了Stueckelberg-Matthews的矢量场理论,给出了矢量准确到e,G的一次方的矩阵元。得到的轻子反常磁矩的修正项是不发散的,并与中间玻色子的质量无关。计算中不存在出现于Зельдовнч的工作中的不唯一性。     

关于弱作用的中间玻色子理论

我们用李政道的中间玻色子模型计算了一些奇异粒子轻子型衰变和非轻子型衰变的分支比。所使用的有效相互作用哈密顿量为     

SU(6)对称性理论中的弱相互作用

本文提出了SU(6)对称性理论中的一个弱相互作用中间玻色子方案。基本假定是:(1)中间玻色子归为SU(6)群的不可约表示21;(2)弱流归为正规表示35;从而(3)s波及p波半弱相互作用分别归为表示21中的(3^*,1)部分及表示15中的(3^*,3)部分。则除了△I=1/2规则以外,由此得出的有效超子非轻子作用在s波(宇称破坏)振幅都分给出三个求和规则,在p波(宇称守恒)振幅部分给出一个求和规则,这些关系看来和实验符合得较好。     

轻子与非轻子弱相互作用的唯象描述

弱相互作用的重要特性之一是奇异粒子的非轻子衰变与π介子的轻子衰变有着统一的强度。另外,大家知道,轻子耦合还有两个特点与普适V-A费米作用理论(以下简称UFI)有偏离。第一,β衰变的矢量耦合常数G_V,没有重正化效应,因而与μ衰变的耦合常数G_μ相等;而轴矢耦合常数G_A则有一小的重正化效应,G_A=-1.25G_V.第二,奇异粒子的轻子衰变几率比UFI所预言的小一个数量级,因而异数改变流的耦合强度约为异数守恒流强度的1/4.在通常的流—流耦合模型或者流—中间玻色子耦合模型中,上述三个特性不能相互协调。例如,在李政道的中间玻色子理论中,由轻子衰变确定各种流的耦合强度以后,奇异粒子非轻子衰变几率将比实验小一个数量级。为了克服这一矛盾,一般需要引入多一倍的中间玻色子。     

中间玻色子理论Ⅱ.超子的非轻子衰变

本文用中间玻色子理论,讨论了超子的非轻子衰变,考虑了各种衰变机构,解释了FMS极点,建立了李氏和则的更广泛的动力学基础,并求得了和实验大致相符的衰变率和不对称系数。     

C_2羣和弱相互作用对称性

Cabibbo从几个合理的假定出发,讨论了弱相互作用重子流么正(SU_3)对称性,预言了△S=△Q奇异粒子轻子衰变的分支比,与实验符合得较好。在此基础上,d’Espag-nat进一步考虑了重子流、中间玻色子和弱相互作用拉氏算符的么正对称性,提出了一个值得注意的理论方案,定性地讨论了弱相互作用的主要特点:解释△S≠2和|△I|=1/2非轻子衰变的选择定则;△S=△Q和△S=0轻子衰变的结果估计与Cabibbo的结果相仿(尚未看到详细报导)。     

走向统一的自然力强力、弱力和电磁力的大统一(Ⅵ)

 标准模型,准确地讲,应是粒子物理标准模型。粒子物理是研究亚原子粒子的性质、结构及其在很高能量下相互转化的物理学分支学科。夸克模型的提出使人们认识到物质结构的基本组分是夸克和轻子,作用在它们之间的强力和弱电力可以分别用SU(3)规范场和SU(2)×U(1)规范场--相应的动力学分别是量子色动力学和弱电统一理论(或称量子味动力学)--来描述,分别通过胶子、中间玻色子(W^±和Z⁰)和光子来传递,于是SU(3)和SU(2)×U(1)规范场理论便构成了粒子物理标准模型。     

高能物理学的进展

迄今为止,高能物理中已发现了数百种粒子.根据它们的性质,粒子可以分为三类:强子、轻子和媒介子.强子是参与强相互作用的粒子的总称,质子、中子、超子、π介子、K介子、J/ψ粒子等都属于这一类,此类粒子最多,占粒子种类的绝大部分.它们都是由层子或层子和反层子构成.轻子仅参与弱相互作用和电磁相互作用,不参与强相互作用,它们是电子、电子型中微子、μ子、μ型中微子、τ轻子、τ型中微子以及这些粒子的反粒子.媒介子是传递相互作用的粒子,如光子传递电磁相互作用;又如四年前发现的W±和Z0粒子是传递弱相互作用的中间玻色子;胶子是传递强…     

原子核的U(6/20)超对称性及其Spin(6)极限

一、引言相互作用玻色子近似(IBA)模型成功地描写了某些偶偶核的性质。IBA模型有三种极限对称性:1)U(5)极限,相当于几何振动核,2)U(3)极限,相当于一种特殊的对称转动核,3)O(6)极限,相当于γ——非稳转动核。在这三种极限对称性下,可以求出IBA哈密顿量的解析解,而三种极限之间的中间结构可用数值计算来求解。近几年来,许多人用相同方法致力于研究奇核的性质,例如美国Drexel组在1983年9月苏州核集体激发态国际会议上就I(6/20)超对称性曾作过报告。相互作用玻色子-费米子近似(IBFA)模型可以求解奇质量核。这时哈密顿量为     

Dyson玻色子展开与原子核的相互作用玻色子模型

根据修正的Jancovici-Schiff (MJS)代换关于玻色子描述可以用作原子核的费米子描述的中间步骤的观点, 本文把相互作用玻色模型(IBM)看作在这种中间步骤引用的一种近似. 文中针对同类价核子的"多-j"组态以及包含两体有效相互作用的费米子哈密顿量, 按照通常的玻色子展开选择出结构上比较简单的玻色子哈密顿量; 借此通过一个么正变换建立了从微观途径确定s, d玻色子及IBM哈密顿量的方法; 根据MJS代换给出了把IBM态矢量变换为费米子态矢量的一般公式.     

高能vN“弹性”反应的中间玻色子效应

利用中间玻色子理论和Cabibbo的弱相互作用SU_3模型,求得了中微子-核子“弹性”反应v_1+N→l+B的微分截面和终态粒子纵极化的解析表式,并对若干过程进行了数值计算。结果表明:对给定的一组形状因子,当中微子能量足够高时,在适当的出射角附近,轻子和超子的纵极化的中间玻色子效应相当明显;如实验数据足够精确,将极化与微分截面相结合。可估计中间玻色子质量,并给出形状因子的一些知识。还估计了v_μ[Z,A]→μ~-+[Z+1,A]过程的μ~-纵极化的核效应和中微子能谱的影响。     

相互作用玻色子模型的非厄米Dyson玻色子展开途径

通过Dyson玻色子展开及修正的Jancovici和Schiff代换,得到费米子集体S,D对态空间与相互作用玻色子模型s,d空间之间的一一对应.费米子算符的玻色子像被唯一确定,IBM哈密顿量具有非厄米形式.费米子矩阵元能够在玻色子空间内直接计算,并且,当需要清除伪态时,相应的投影计算也能在玻色子空间进行.     

手征QCD_2模型的有效拉氏量和质量生成

利用路径积分方法,研究了(1+1)维带γ_5耦合的规范理论。通过进行一非阿贝耳手征变量变换和选择更一般的正规化算子,精确解出了费密子行列式,证明了理论中可以存在玻色子的质量生成机制。除了一质量项外,得到的解也包含有一规范化的Wess-Zumino-Witten反常作用量泛函和一些别的非定域项。     

SU(4)⊕SU(2)⊕U(1)统一模型

本文提出一种SU(4)SU(2)U(1)统一模型。在此模型中,层子和轻子放于同一个多重态中,所以它们有耦合,但这种耦合不会导致质子衰变,只对高能散射有效应。此模型预言了有两种中性中间玻色子,还算得了sin~2θ_w=0.25,并可使中微子有合理的质量。     

B_2羣与奇异粒子轻子型衰变

在超荷-电荷表象中应用B_2羣对称性讨论了基本粒子的轻子型衰变。将重子和介子分别填充在B_2羣的4维表示时,在10维(正则)表示中正好包含所有|ΔS|≤1和|ΔQ|≤1的重子流或介子流。假定弱相互作用由中间玻色子作媒介,并将它们纳入B_2羣的10维表示中,计算了包括ΔS=+ΔQ和ΔS=-ΔQ两类过程的各种奇异粒子轻子型衰变几率。结果与现有实验材料不矛盾。     

一个具有三代家族的夸克和轻子的复合模型

为了解释家族问题,本文提出了一个具有SU(3)_sc×SU(6)规范对称的夸克和轻子的复合模型.组成夸克和轻子的成份(preon)是两类无质量自旋为1/2的费米子.运用费米原理于超色单态的preon复合体系,可以产生与实验观测以及宇宙大爆炸理论预言符合的三代轻的夸克和轻子家族.弱玻色子也是由同一组preon组成的复合粒子.弱相互作用不是preon层次的基本相互作用.在preon能标,没有质子衰变的困难.     

轻子的束缚态波函数和反常磁矩

本文从Bethe-Salpeter方程出发讨论由费米子和标量玻色子组成的轻子束缚态波函数. 在组分粒子很重和内部运动为非相对论的假定下可以证明, 矢量相互作用能给出半径和反常磁矩都足够小的束缚态解, 但要求组分费米子质量远大于玻色子质量. 相反, 标量相互作用则只能给出半径和反常磁矩都很大的束缚态解.     

手征QCD2模型的有效拉氏量和质量生成

利用路径积分方法,研究了(1+1)维带γ₅耦合的规范理论。通过进行一非阿贝耳手征变量变换和选择更一般的正规化算子,精确解出了费密子行列式,证明了理论中可以存在玻色子的质量生成机制。除了一质量项外,得到的解也包含有一规范化的Wess-Zumino-Witten反常作用量泛函和一些别的非定域项。 关键词：