Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
АКСИОН

АКСИОН

АКСИОН (символ а) - гипотетич. нейтральная псевдоскалярная частица, введённая для сохранения СР- инвариантности квантовой хромодинамики (КХД). А. должен распадаться на 2 фотона. Лагранжиан КХД может содержать т. н. -член, не нарушающий перенормируемости теории:

,

где - напряжённость глюонного поля, - безразмерная константа, - абсолютно антисим-метрич. тензор. Такой член нарушает СР-инвариант-ность КХД. Её восстановление является одной из важных проблем теории. В 1977 Р. Д. Печчеи (R. D. Peccei) и X. Р. Куинн (Н. R. Quinn) заметили, что если лагранжиан классич. хромодинамики обладает дополнит. U(1)-симметрией [по имени авторов она наз. симметрией ], соответствующей киральным преобразованиям (см. Киралъная симметрия )кварковых полей, то в эффективном квантовом лагранжиане (см. Лагранжиан эффективный )из-за аномалии в дивергенции аксиального тока возникает дополнит. член. Он имеет ту же структуру, что и -член, но коэф. при нём произволен и пропорционален углу поворота кварковых полей. В результате теории с разл. значениями становятся эквивалентными теории с =0, и нарушение СР-инвариантности оказывается ненаблюдаемым.

В 1978 С. Вайнберг и Ф. Виль-чек показали, что спонтанное нарушение симметрии вакуумными средними V Хиггса полей приводит к появлению лёгкого псевдоскалярного голдсто-уновского бозона, получившего назв. "А." (из-за связи с аксиальным током). Если бы симметрия не нарушалась явно аномалией в аксиальном токе, то А. был бы безмассовым. В действительности масса А. пропорциональна 1/F и изменяется в широких пределах в зависимости от вида взаимодействий полей Хиггса. В простейшем, стандартном, варианте теории V.100 ГэВ, и возникает А. с массой 100 кэВ. Однако существование такого А. противоречит эксперим. данным [в частности, не обнаружено фотонов от распадов и частиц, ]. В теориях великого объединения взаимодействий имеются хиггсовские поля с большими значениями V, и в этих теориях возможно существование "призрачного" А., к-рый имеет очень малую массу и очень слабо взаимодействует с веществом. Хотя такой А. "спасает" СР- симметрию, его непосредств. эксперим. проявления должны быть исчезающе малыми.

Лит . Ансельм А. А., Уральцев Н. Г., Аксион, в кн.: Материалы 18 зимней школы ЛИЯФ, Л., 1982; WeinbergS., A new light boson, "Phys. Rev. Lett.", 1978, v. 40, p. 223, Wilсzek P., Problem of strong P and Т invariance in the presence of mstantons, там же, p. 279. M. И. Высоцкий.