Gọi k là vectơ xung lượng của electron phát ra trong quá trình phân rã β của Cobalt phân cực với spin Spin hay phân cực đóng vai trò quyết định trong phương cách tìm kiếm sự

Một phần của tài liệu Mô hình chuẩn của vật lý hạt cơ bản (Trang 41 - 42)

L ý do hi ể n nhiên là h ầ u h ế t các thành viên ch ủ ch ố t c ủ a ban ý thuy ế t ở CERN đ ã không quan tâm tới tương tác yếu và không tuyển dụng những nhà vật lý trẻ có tiềm năng đã làm

S. Gọi k là vectơ xung lượng của electron phát ra trong quá trình phân rã β của Cobalt phân cực với spin Spin hay phân cực đóng vai trò quyết định trong phương cách tìm kiếm sự

cực với spin S. Spin hay phân cực đóng vai trò quyết định trong phương cách tìm kiếm sự vi phạm đối xứng gương vì S.k là một giả vô hướng, S.k → − S.k bởi sự đảo ngược không gian x → − x. Tương quan giữa hai vectơ S và k là đại lượng giả vô hướng S.k, đối xứng gương bị

vi phạm nếu S.k ≠ 0.

Ngoài nhóm C.S.Wu ra, hai nhóm thực nghiệm khác Leon Lederman và Valentine Telegdi cũng tìm ra lực yếu vi phạm đối xứng gương trong π →µ + ν tiếp theo bởi µ →νµ + e−+ e với µ phân cực. Spin là momen góc nội tại, vậy nếu spin s của electron đi ngược chiều với xung lượng k trong phân rã β thì ta có thể hình dung như nó quay từ phải sang trái xung quanh trục của nó.

22 Phương trình diễn tả lực yếu “thời tiền SM’’ là thuyết Fermi. Trong những công trình rực rỡ của Enrico Fermi (người cha của phản ứng dây chuyền Uranium, tiền thân của bom hạt nhân A), nhiều nhà vật lý cho rằng đóng góp quan trọng nhất của ông là đã phỏng theo lực điện-từ mà đề xuất ra dạng của lực yếu, nó vẫn mang dấu ấn mãi tới ngày nay mặc dầu nhiều thay đổi về cấu trúc.

Mô phỏng định luật điện-từlà tích số của dòng điện electron e (x)γµψ(x) với trường photon Aµ (x), Fermi bèn đề xuất định luật phân rã β của n → p + e−+ cũng là tích số dòng lực yếu

proton-neutron p(x)γµψn(x) với dòng lực yếu neutrino-electron ν(x)γµψe(x), vậy định luật của lực yếu theo Fermi là GF{ p(x)γµψ(x)n}{ ν(x)γµψ(x)e} với hằng số GF ≈ 1.17 ×10−5/GeV2 trích từ thực nghiệm. Ma trận γµ mang tính chất vectơ viết gọn là V (JP = 1−), và vì tích số V.V là vô hướng 0+ nên thuyết Fermi tuân thủ đối xứng gương. Khi thực nghiệm chứng minh sự vi phạm đối xứng gương thì Marshak, Sudarshan, Feynman, Gell-Mann, Sakurai nhận thấy chỉ cần thay thế γµ bằng γµ (1−γ5) trong mô hình Fermi là đủ đáp ứng sự vi phạm này, vì γµγ5 mang tính chất vectơ trục JP = 1+. Từ nay sự thay đổi đó mang tên (V − A) phản ánh cấu trúc γµ (1− γ5), tích số (V − A).(V − A) hòa hợp cả hai thành phần tuân thủ và vi phạm đối xứng gương: tuân thủ do V.V + A.A (mang tính 0+) và vi phạm do V.A + A.V (mang tính 0−). Dấu trừ trong (V−A) hàm nghĩa các hạt khi phân rã đều có spin ngược chiều với xung lượng, spin quay về phía trái (chú thích 21). Cấu trúc (V − A) là tính chất căn bản của lực yếu do thực nghiệm phát hiện mà sau này SM vẫn dựa vào để xây dựng thuyết Điện-Yếu.

Tuy nhiên dù dưới dạng V.V hoặc (V − A).(V − A) thì định luật hiệu dụng Fermi như tích số của 2 dòng yếu (µ-νµ)×(e-νe),mỗi dòng có 2 fermion vẫn tự mâu thuẫn ở năng lượng cao E

600 GeV. Nguồn gốc của mâu thuẫn này là thuyết Fermi diễn tả tác động của 4 fermiontụ hội ở chung một không-thời điểm x (phía trái Hình f), điều gây đủ mọi phân kỳ ở năng lượng cao. Đó cũng là lý do thuyết này không tái chuẩn hóa được; càng triển khai bao nhiêu lũy thừa của hằng số tương tác yếu GF thì ta lại càng gặp bấy nhiêu kết quả phân kỳ, những con số vô hạn cứ trùng điệp xuất hiện, không sao xử lý nổi.

Hình f : Phía trái, 4 fermion tụở chung một điểm (thuyết Fermi). Phía phải, 4 fermion tách ra bởi boson chuẩn W thành 2 dòng µ-νµ và e-νe, mỗi dòng có 2 fermion (thuyết SM). Phía phải thành phía trái khi MW →∞.

23 Tham khảo Chú thích 18 trong đoạn III: Sắc động học lượng tử, QCD.

Một phần của tài liệu Mô hình chuẩn của vật lý hạt cơ bản (Trang 41 - 42)