Аксіон

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Аксіон (англ. axion) — гіпотетична нейтральна псевдоскалярна елементарна частинка, постульована для збереження CP-інваріантності в квантовій хромодинаміці в 1977 Роберто Печчеї (R. D. Peccei) та Гелен Квінн (H. R. Quinn)[1][2] (див. Теорія Печчеі — Квінн). Аксіон повинен бути псевдоголдстоунівським бозоном, і виникати в результаті спонтанного порушення симетрії Печчеї-Квінн.

Франком Вільчеком дав частинці назву торговельної марки прального порошка, тому що аксіон мав «очистити» квантову хромодинаміку від проблем сильного CP-порушення[3], а також через зв'язок з аксіальним струмом.

Властивості аксіонов[ред.ред. код]

Аксіон має розпадатися на два фотони, а його маса залежить від вакуумного очікування полів Хіггса V як ~ 1/V.

В оригінальній теорії Печчеї-Квінн V ~ 100 ГеВ і маса аксіона ~ 100 кеВ, що, однак, протиречить експериментальним даним з розпаду \psi- і \Upsilon-частинок. В модифікованій теорії в рамках Великого об'єднання значення V значно вище і аксіон має бути частинкою малої маси, що дуже слабо взаємодіє з речовиною. Існують роботи, які вводять шкалу мас, зв'язану з масою аксіона, яка значно більша за V; це призводить до значно меншої константи зв'язку аксіона з іншими полями і пояснює чому аксіон не спостерігається в експериментах. Широко обговорюються дві моделі такого роду. В одній із них вводяться нові кварки, які можуть нести (на відміну від відомих кварків і лептонів) заряд Печчеї-Квінн і зв'язані з так званим «адронним» аксіоном (або KSVZ-аксіоном, аксіоном Кіма-Шифмана-Вайнштейна-Захарова)[4]. В іншій моделі (так званий GUT-аксіон, DFSZ-аксіон, або аксіон Дайна-Фішлера-Средницького-Житницького)[5] відсутні додаткові кварки, усі кварки несуть заряд Печчеї-Квінн і, крім того, вимагається існування двох хіггсовских дублетів.

Аксіони розглядаються як один із можливих кандидатів на складову «темної матерії» — небаріонну складову прихованої маси в космології.

Примітки[ред.ред. код]

  1. R. D. Peccei, H. R. Quinn, Phys. Rev. Letters, 38(1977) p. 1440.
  2. R. D. Peccei, H. R. Quinn, Phys. Rev., D16 (1977) p. 1791—1797.
  3. F. Wilczek, Phys. Rev. Letters, 40 (1978), p. 279.
  4. J.E. Kim, Phys. Rev. Lett. 43 (1979), p. 103;
    M.A. Shifman, A.I. Vainstein, and V.I. Zakharov, Nucl. Phys. B 166 (1980), p. 493.
  5. A.R. Zhitnitsky, Sov. J. Nucl. Phys. 31 (1980), p. 260;
    M. Dine, W. Fischler, and M. Srednicki, Phys. Lett. B 104 (1981), p. 199

Посилання[ред.ред. код]

  • Теоретичні засади існування аксіона, лабораторні і астрофізичні обмеження на його параметри (огляд в Review of Particle Properties на сайті Particle Data Group, 2008 рік): [1]