Новости науки |
19.10.01 Что происходит с протоном в шестимерном пространстве |
Ученых давно волнует вопрос, почему протон настолько стабильная
элементарная частица. Действительно, законы сохранения
энергии и электрического заряда выводятся
из вполне известных свойств нашего мира и потому они
вполне уважаемые законы, нарушать которые не следует.
Но почему сохраняется такое искусственно введенное число
как барионный заряд? Что же мешает распадаться
протону? В недавней работе, вышедшей в Phys.Rev.Lett.,
предлагается новое решение этой проблемы.
Авторы работы [T.Appelquist et al., Phys.Rev.Lett. 87, 181802 (2001)]
изучают свойства кварковых и лептонных полей
в шестимерном мире (два дополнительных пространственных измерения
будут потом свернуты известным способом).
Рассматривая различные типы эффективного взаимодействия полей,
сохраняющие 6-мерную Лоренц инвариантность и калибровочные
симметрии Стандартной Модели, авторы приходят
к выводу, что операторы, нарушающие
барионное число (то есть, переводящий кварки в лептоны),
обязаны иметь размерность 15 и выше. Связано это с тем, что
такие операторы должны включать как минимум три кварковых и три
лептонных поля, что и определяет такую высокую "массовую" размерность
оператора.
Поскольку эффективное действие имеет массовую размерность 4,
"излишняя" размерность операторов должна компенсироваться
неким энергетическим параметром: масштабом, при котором
низкоэнергетическое разложение (каковым, в сущности, и является
эффективное действие) начинает нарушаться.
Высокая степень этого параметра в знаменателе и приводит
к естественному (по крайней мере, в рамках
этой конструкуции) подавлению переходов с нарушением
барионного числа. Неудивительно, что благодаря этому
авторы получили предсказания на время жизни протона,
превосходящее экспериментально установленную на сегодняшний день
верхнюю границу.
Интересно, что доминирующим распадом протона в этой конструкции
является не тривиальный p -> e+p0, а 5-частичный распад
p -> ep+p+nn (d-кварк переходит в два анти-d и три лептона).
Такие распады пока специально не искались в экспериментах.
На мой взгляд, статус этой работы понятен.
Дан еще один пример того, что может быть,
но неизвестно, имеет ли эта конструкция отношение к тому, что
есть в Природе. Идея работы сама по себе очень интересна,
но, по-моему, окончательно проблема протона будет решена
не в рамках низкоэнергетического метода эффективного действия,
а посредством пострения фундаментально теории нового поколения.
|
|