31. Законы сохранения (ЗС) в физике частиц

О законах сохранения в классической физике и квантовой.

Классическая физика: з-ны сохранения непосредственно вытекают из динамических уравнений, определяющих эволюцию системы. В ней законы сохранения выступают в качестве «законов дозволения», определяя, что в принципе может происходить с системой. Число законов сохранения строго ограничено. В ней оперируют «точными» свойствами, симметрии пространства времени и, как следствие, соответствующие им строгие законы сохранения.

Квантовая физика: динамические уравнения зачастую «неизвестны». Значение з-ов сохранения возрастает, т.к. они становятся, по существу, единственным источником информации о свойствах и поведении частиц. З-ны сохранения не связаны с какими-либо динамическими уравнениями. З-ны сохранения являются з-ми «запрета». Они определяют, что не может происходить в системе, а если что-то может произойти, то рано или поздно оно обязательно произойдет. Арсенал законов сохранения в квантовой физике неизмеримо богаче, чем в классической. З-ны сохранения приближенные.

Универсальные ЗС;

Универсальный ЗС – ЗС, свойственный всем типам взаимодействий.

ЗС 4-импульса Р.

ЗС момента импульса J.

ЗС эл. Заряда q.

ЗС лептонного заряда L, и его компонент.

ЗС барионного заряда.

ЗС в сильных,

ЗС странности S (гиперзаряда Y=B+S).

ЗС изоспина Т.

Электромагнитных

В них, в отличии от сильных не сохраняется изоспин Т, но сохраняются все прочие законы.

и слабых взаимодействиях.

В нем выполняются только универсальные ЗС.

Алгебра реакций.

1. необходимое условие распада: M_alpha>суммы по alpha от m_alpha.

2. Для протекания реакции рождения необходимо выполнения:

E_0>E_min, где E_min – пороговая энергия.

3. Во всех процессах должен выполняться ЗС полного момента импульса J.

4. Для любого процесса справедливы правила отбора:

delta*q=0, delta*L_alpha=0, delta*B=0.

5. Для протекания быстрых процессов (обусловленных сильным взаимодействием) необходимо выполнение:

delta*T=0, delta*S=0, delta*C=0.

6. Если delta*T!=0, но delta*T_3=0, delta*S=0, delta*C=0 (1), то возможны умеренно быстрые процессы, за счет э/м взаимодействия. В них участвуют адроны, заряжен. Лептоны, фотоны, но не нейтрино.

7. При нарушении (1) процесс может быть только медленным, т.е. слабым. При этом должно выполняться неравенство ABS(delta*S)<=1 и некоторые др. правила отбора.

Если среди частиц имеется хотя бы одно нейтрино, то в любом случае процесс обязательно слабый.

8. При прочих равных условиях вероятность процесса тем больше, чем меньше частиц в конечном состоянии и чем меньше их суммарная масса.