Вопрос 5.2.9. Сколько параметров содержит модель Вайнберга-Салама?

Ответ 5.2.9.Модель Вайнберга – Салама содержит 5 параметров: константу «самодействия» а поля(x), его среднее вакуумное значение(или затравочную мнимую массу), константу взаимодействияf_eбезмассовых лептонов с полем(x), «заряд»g, связанный с калибровочным триплетом А, и «заряд»g^/, связанный с калибровочным синглетом В. Через эти параметры можно выразить угол Вайнберга_Wи известные из опыта элементарный заряд е, константу ФермиG_Fи массу электронаm. Остаются два свободных параметра, в качестве которых выбирают константу а и угол Вайнберга_W. Последний особенно важен, т. к. только он и входит в основные соотношения теории, а параметр а определяет массу хиггсовского бозона. Значение_Wможно найти по данным нейтринных экспериментов:

sin_W0.23,_W30. (5.2.9.1)

Массы промежуточных бозонов выражаются в модели Вайнберга – Салама через ,g,g^/, а, значит, черезe,G_Fи_W:

m_W = (/(2^1/2G_F))^1/2/sin_W, (5.2.9.2)

m_Z = m_W/cos_W, (5.2.9.3)

где – постоянная тонкой структуры. Подстановка численных значений даетm_W37.3 ГэВ/sin_W80 ГэВ,m_Z74.6 ГэВ/sin2_W90 ГэВ, что вполне совпадает с оценочными и экспериментальными данными.

Вопрос 5.2.10. Что является причиной малой интенсивности слабого взаимодействия по сравнению с электромагнитным с точки зрения модели Вайнберга - Салама?

Ответ 5.2.10.Одно из крупнейших достижений модели Вайнберга – Салама – единое описание СлВ и ЭВ. Как видно из формул (5.2.8.1) и (5.2.8.2), переносчики этих взаимодействий –промежуточные бозоны и фотон – имеют общее происхождение и тесно связаны друг с другом. Кроме того, константыgиg^/, определяющие интенсивность взаимодействия лептонов с фотонами и промежуточными бозонами, выражаются через электрический заряд е и угол Вайнберга_W. В итоге оказывается, что интенсивности электромагнитного и слабого взаимодействий характеризуются одной и той же «константой» е (фундаментальной). При этом «слабый заряд»fпо порядку величины равен е. Таким образом, причиной малой интенсивности слабого взаимодействия является не малость соответствующего заряда, а очень большие массы промежуточных бозонов. Это взаимодействие действительно слабое при относительно малых энергиях, но в области Е >m_Wc²его интенсивность сравнивается с интенсивностью ЭВ.

Вопрос 5.2.11. Как перенормируемость модели Вайнберга – Салама связана с предсказанием существования тяжелых кварков и других нетривиальных эффектов?

Ответ 5.2.11.Объединение концепций ЛКИ и СНС не только наделило калибровочные бозоны массами, но и обеспечило перенормируемость схемы в целом (доказано в 1971 г. – Г. т’Хоофт). Только после этого модель Вайнберга – Салама привлекла всеобщее внимание. Эта модель становится реалистической теорией ЭСлВ лишь после включения в схему других лептонов и необходимых кварков. Схема в целом оказывается перенормируемой только тогда, когда общее число ароматов кварков равно общему числу лептонов (кварк-лептонная симметрия). Именно это обстоятельство (наряду с необходимостью подавления некоторых нежелательных процессов) послужило в свое время наиболее веским аргументом в пользу введения очарования и с-кварка.

Имеется много публикаций, посвященных анализу и развитию первоначальной схемы Вайнберга – Салама. Но оказалось, что теория, основанная на первой модели, гораздо ближе к природе, чем ее многочисленные «усовершенствования». Эта теория позволила предсказать ряд нетривиальных эффектов, допускающих экспериментальную проверку (открытие очарования, нейтральных токов и т. д.). Пока неясен спектр масс лептонов и кварков, а значит, и адронов.