У фізиці елементарних частинок, взаємодія Фермі або ж теорія Фермі (бета-розпаду або ж взаємодії ферміонів) — це теорія, яку висунув італійський фізик Енріко Фермі в 1933 році для пояснення бета-розпаду. Теорія постулює, що 4 ферміони безпосередньо взаємодіють одне з одним в одній вершині (точці). Ця теорія є низькоенергетичним наближення сучасної теорії слабкої взаємодії. Крім пояснення бета-розпаду, теорія правильно передбачає час життя та розпад мюона.
Деталі
Бета-розпад нейтрону пояснювався як розпад на електрон, протон та нейтрино безпосередньою взаємодією. Згідно з сучасними уявленнями ця реакція протікає за посередництвом віртуального W-бозона. Фермі також пропонував пояснити ядерні сили як взаємодію що проходила з допомогою обміну електроном і нейтрино між протонами та нейтронами в ядрах. Однак ці частинки занадто легкі для цього — радіус такої взаємодії виходив надто великий (або ж сама взаємодія надто слабка відповідно). Згодом, стало зрозуміло що нуклони насправді обмінюються пі-мезонами.
Теорія Фермі не працює також для високих енергій. Так, обчислений переріз реакції росте квадратично з ростом енергії взаємодії (проблема ультрафіолетових розбіжностей). Для енергії більше 100 ГеВ (коли енергій частинок стають порівнювані з масою W-бозона) вона дає неправдиві значення перерізів.
Стала Фермі
Сила взаємодії Фермі задається сталою зв'язку Фермі he strength GF. Найточніше її можна виміряти по часу життя мюона (тобто, по рівню його розпаду), який обернено-пропорційний до квадрату GF (якщо знехтувати відношення маси мюона до маси W бозона). В сучасних термінах:
Тут g це стала зв'язку слабкої взаємодії, а mW — це маса W бозона, який є посередником реакцій.
В Стандартній моделі константа Фермі пов'язана з механізмом Хіґґса
Джерела
- Л.Б. Окунь. Лептоны и кварки. — Москва : «Наука», 1990. — 324 с.
Примітки
- Fermi, E. (1933). Tentativo di una teoria dei raggi β. (Italian) . 2 (12).
- Fermi, E. (1934). Tentativo di una teoria dei raggi β. Il Nuovo Cimento (Italian) . 11 (1): 1—19. doi:10.1007/BF02959820.
- Fermi, E. (1934). Versuch einer Theorie der beta-Strahlen. I. Zeitschrift für Physik (German) . 88: 161. Bibcode:1934ZPhy...88..161F. doi:10.1007/BF01351864.
- Wilson, F. L. (1968). . American Journal of Physics. 36 (12): 1150. Bibcode:1968AmJPh..36.1150W. doi:10.1119/1.1974382. Архів оригіналу за 12 травня 2013. Процитовано 11 березня 2015.
- . Архів оригіналу за 2 квітня 2015. Процитовано 22 березня 2015.
- Chitwood, D. B.; et al. () (2007). Improved Measurement of the Positive-Muon Lifetime and Determination of the Fermi Constant. Physical Review Letters. 99: 032001. arXiv:0704.1981. Bibcode:2007PhRvL..99c2001C. doi:10.1103/PhysRevLett.99.032001.
- Plehn, T.; Rauch, M. (2005). Quartic Higgs coupling at hadron colliders. Physical Review D. 72: 053008. arXiv:hep-ph/0507321. Bibcode:2005PhRvD..72e3008P. doi:10.1103/PhysRevD.72.053008.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
U fizici elementarnih chastinok vzayemodiya Fermi abo zh teoriya Fermi beta rozpadu abo zh vzayemodiyi fermioniv ce teoriya yaku visunuv italijskij fizik Enriko Fermi v 1933 roci dlya poyasnennya beta rozpadu Teoriya postulyuye sho 4 fermioni bezposeredno vzayemodiyut odne z odnim v odnij vershini tochci Cya teoriya ye nizkoenergetichnim nablizhennya suchasnoyi teoriyi slabkoyi vzayemodiyi Krim poyasnennya beta rozpadu teoriya pravilno peredbachaye chas zhittya ta rozpad myuona DetaliBeta rozpad nejtronu poyasnyuvavsya yak rozpad na elektron proton ta nejtrino bezposerednoyu vzayemodiyeyu Zgidno z suchasnimi uyavlennyami cya reakciya protikaye za poserednictvom virtualnogo W bozona Fermi takozh proponuvav poyasniti yaderni sili yak vzayemodiyu sho prohodila z dopomogoyu obminu elektronom i nejtrino mizh protonami ta nejtronami v yadrah Odnak ci chastinki zanadto legki dlya cogo radius takoyi vzayemodiyi vihodiv nadto velikij abo zh sama vzayemodiya nadto slabka vidpovidno Zgodom stalo zrozumilo sho nukloni naspravdi obminyuyutsya pi mezonami Teoriya Fermi ne pracyuye takozh dlya visokih energij Tak obchislenij pereriz reakciyi roste kvadratichno z rostom energiyi vzayemodiyi s G F 2 E 2 displaystyle sigma approx G rm F 2 E 2 problema ultrafioletovih rozbizhnostej Dlya energiyi bilshe 100 GeV koli energij chastinok stayut porivnyuvani z masoyu W bozona vona daye nepravdivi znachennya pereriziv Stala FermiSila vzayemodiyi Fermi zadayetsya staloyu zv yazku Fermi he strength GF Najtochnishe yiyi mozhna vimiryati po chasu zhittya myuona tobto po rivnyu jogo rozpadu yakij oberneno proporcijnij do kvadratu GF yaksho znehtuvati vidnoshennya masi myuona do masi W bozona V suchasnih terminah G F ℏ c 3 2 8 g 2 m W 2 1 16637 1 10 5 GeV 2 displaystyle frac G rm F hbar c 3 frac sqrt 2 8 frac g 2 m rm W 2 1 16637 1 times 10 5 textrm GeV 2 Tut g ce stala zv yazku slabkoyi vzayemodiyi a mW ce masa W bozona yakij ye poserednikom reakcij V Standartnij modeli konstanta Fermi pov yazana z mehanizmom Higgsa v 2 G F 1 2 246 22 GeV displaystyle v sqrt 2 G rm F 1 2 simeq 246 22 textrm GeV DzherelaL B Okun Leptony i kvarki Moskva Nauka 1990 324 s PrimitkiFermi E 1933 Tentativo di una teoria dei raggi b Italian 2 12 Fermi E 1934 Tentativo di una teoria dei raggi b Il Nuovo Cimento Italian 11 1 1 19 doi 10 1007 BF02959820 Fermi E 1934 Versuch einer Theorie der beta Strahlen I Zeitschrift fur Physik German 88 161 Bibcode 1934ZPhy 88 161F doi 10 1007 BF01351864 Wilson F L 1968 American Journal of Physics 36 12 1150 Bibcode 1968AmJPh 36 1150W doi 10 1119 1 1974382 Arhiv originalu za 12 travnya 2013 Procitovano 11 bereznya 2015 Arhiv originalu za 2 kvitnya 2015 Procitovano 22 bereznya 2015 Chitwood D B et al 2007 Improved Measurement of the Positive Muon Lifetime and Determination of the Fermi Constant Physical Review Letters 99 032001 arXiv 0704 1981 Bibcode 2007PhRvL 99c2001C doi 10 1103 PhysRevLett 99 032001 Plehn T Rauch M 2005 Quartic Higgs coupling at hadron colliders Physical Review D 72 053008 arXiv hep ph 0507321 Bibcode 2005PhRvD 72e3008P doi 10 1103 PhysRevD 72 053008