Русская Википедия:Теория Печчеи — Квинн
Тео́рия Печче́и — Квинн в физике элементарных частиц — самое известное решение [[Нарушение CP-инвариантности#Сильная CP-проблема|сильной Шаблон:Math-проблемы]], то есть экспериментально наблюдаемого отсутствия нарушений [[CP-инвариантность|Шаблон:Math-инвариантности]] в квантовой хромодинамике (КХД). Теория предложена в 1977, её авторы — Роберто Печчеи и Хелен Квинн. Механизм Печчеи — Квинн сводится к постулированию новой глобальной Шаблон:Math-симметрии.
Лагранжиан КХД может содержать так называемый Шаблон:Math-член, пропорциональный произведению напряжённостей глюонного поля и некоторой безразмерной константе Шаблон:Math. Этот член не нарушает перенормируемость КХД, однако нарушает Шаблон:Math-инвариантность, чего в действительности не наблюдается (например, в экспериментах по поиску электрического дипольного момента нейтрона). Печчеи и Квинн обнаружили, что если предположить наличие у лагранжиана КХД вышеуказанной глобальной Шаблон:Math-симметрии, соответствующей киральным преобразованиям кварковых полей, то из-за Шаблон:Нп3 в дивергенции аксиального тока это приводит к возникновению в эффективном лагранжиане дополнительного члена, имеющего ту же структуру, что и Шаблон:Math-член. Постоянный множитель Шаблон:Math в нём безразмерен и пропорционален углу поворота кварковых полей. Для случая, когда все фермионы КХД (то есть кварки) обладают нулевыми массами, все процессы происходят одинаковым образом при любом значении фазы Шаблон:Math — поворот всех полей в дополнительном пространстве симметрии Шаблон:Math оператором Шаблон:Math на угол Шаблон:Math не приводит к экспериментально наблюдаемым последствиям. Это можно описать как существование бесконечного числа вырожденных вакуумов, отличающихся только значением Шаблон:Math. Однако при появлении у кварков массы, вызываемого тем или иным динамическим механизмом (в частности, механизмом Хиггса) дополнительный член становится таким, чтобы в результирующем лагранжиане в точности скомпенсировать Шаблон:Math-член (то есть фаза Шаблон:Math эффективно становится равной нулю). Таким образом, выбор Шаблон:Math-сохраняющего значения Шаблон:Math = 0 происходит динамически, как следствие принципа минимального действия, а не случайно.
Существование глобальной симметрии Печчеи — Квинн Шаблон:Math приводит к возможности её спонтанного нарушения, в результате которого должен с необходимостью появляться (псевдо)голдстоуновский бозон. Частица, которая должна появляться в результате нарушения Шаблон:Math, получила название аксион. Она предсказана в 1978 году независимо Фрэнком Вильчеком[1] и Стивеном Вайнбергом[2]. На 2020 год аксионы остаются гипотетическими, экспериментально не наблюдавшимися частицами, однако они являются одним из наиболее предпочтительных решений проблемы тёмной материи, и их поиску посвящены сотни экспериментальных работ.
Примечания
Ссылки
