§ 5.1. Сходство и различие электромагнитного и слабого взаимодействий. Локальная калибровочная инвариантность (лки).

Общие черты и отличия электромагнитного и слабого взаимодействий. Концепции, лежащие в основе единой теории электромагнитного и слабого взаимодействий. Понятия глобальных и локальных калибровочных преобразований, ЛКИ, калибровочных полей. Процедура локализации групп симметрии U(1), SU(2). Безмассовые бозоны в калибровочных теориях.

Вопрос 5.1.1. Какие калибровочные частицы присутствуют в электрослабом взаимодействии?

Ответ 5.1.1.Поскольку электрослабое взаимодействие – это объединение электромагнитного и слабого, то все калибровочные частицы, присутствующие в отдельности в этих взаимодействиях (а именно – фотон в электромагнитном, промежуточные векторные бозоны в электрослабом), присутствуют и в электрослабом. При этом за счет механизма Хиггса предсказывается также возникновение бозона Хиггса Н, которого в отдельности нет ни в электромагнитном, ни в слабом взаимодействии.

Вопрос 5.1.2. Т. е. возникновение бозона Хиггса – пример перехода количества в качество, т. е. число калибровочных частиц электрослабого взаимодействия больше, чем сумма калибровочных частиц электромагнитного и слабого взаимодействий в отдельности?

Ответ 5.1.2.Такие утверждения можно будет делать тогда, когда существование бозона Хиггса будет убедительно подтверждено экспериментом, а этого пока нет.

Вопрос 5.1.3. Как можно классифицировать калибровочные частицы электрослабого взаимодействия с точки зрения наличия массы и спина?

Ответ 5.1.3.См. таблицу, составленную на основе [1, с. 18].

Поля и калибровочные частицы в электрослабом взаимодействии

масса	Векторные (J= 1)	Скалярные
m= 0		таких нет
m0	W^,Z^0	H

Вопрос 5.1.4. Чем отличаются локальные и глобальные калибровочные преобразования?

Ответ 5.1.4.См. таблицу, составленную на основе [1,c. 63].

Локальные и глобальные калибровочные преобразования.

преобразования	зависимость параметров преобразования от координат	примеры
локальные	да	Uem(1) = exp(ie(x))
глобальные	нет	UN(1) = exp(iNN)

Вопрос 5.1.5. Чем отличаются преобразования Лоренца от калибровочных преобразований?

Ответ 5.1.5.Преобразования Лоренца затрагивают координаты и время; а калибровочные преобразования затрагивают волновые функции.

Вопрос 5.1.6. Какую можно дать сравнительную характеристику электромагнитного и слабого взаимодействий?

Ответ 5.1.6.См. в виде таблицы.

Таблица 5.1.6. Сравнительная характеристика электромагнитного (А) и слабого (Б) взаимодействий. Сходства: I. Переносчики взаимодействия.II. Соответствующий ток.III. Чем задается. Различия:IV. Характеристика сил и масса переносчиков взаимодействия.V. Перенормируемость и методы теории взаимодействия.VI. Симметричность и сохраняющиеся величины.

		А	Б
I	переносчики	фотоны	промежуточные бозоны
	спин J	1	1
	четность 	– 1	такого понятия нет
II	структура тока	4-вектор	содержит псевдовектор
	сохраняемость	да	только векторная часть
III	константа взаимодействия	электрический заряд , кратный элементарному е	«слабый заряд» fили константа ФермиGF
IV	радиус взаимодействия	 	конечный
	масса переносчика	= 0	 0
V	перенормируемость теории	да	нет из-за массивности промежуточных бозонов
	адекватные методы расчета	методы теории возмущений	отсутствуют
VI	симметрия взаимодействия	выше, чем у слабого	ниже, чем у электромагнитного
	что сохраняется	все квантовые числа, кроме изоспина (принципиально или вообще говоря?)	не сохраняется даже пространственная четность