Гіпотетичні елементарні частинки

 

Аксіно - гіпотетична нейтральна елементарна частинка зі спіном 1/2, яку передбачали деякі теоретики фізики елементарних частинок. Теорія Печчеї - Квінн намагається пояснити спостережуване явище, відоме як сильна CP-проблема, шляхом введення гіпотетичних реальних псевдоскалярних частинок, так званих аксіонами <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BA%D1%81%D1%96%D0%BE%D0%BD>. Додавання суперсиметрії до цієї моделі призводить до необхідності існування ферміонів суперпартнера для аксіонів - аксіно (з R-парністю −1), а також бозони суперпартнера - саксіона (з R-парністю +1). Всі вони складають одне киральне суперполе.

У деяких моделях аксіно може бути найлегшою суперсиметричною частинкою, яка, як передбачається, має бути стабільною. Зокрема, у зв'язку з цією властивістю, аксіно розглядається в якості одного з кандидатів на роль частинок, що складають темну матерію.

Аксіон - гіпотетична <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%96%D0%BF%D0%BE%D1%82%D0%B5%D0%B7%D0%B0> нейтральна <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%95%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%B9_%D0%B7%D0%B0%D1%80%D1%8F%D0%B4> псевдоскалярна <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%81%D0%B5%D0%B2%D0%B4%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D1%8F%D1%80> елементарна частинка <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%95%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%B0_%D1%87%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D0%B0>, постульована <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%83%D0%BB%D0%B0%D1%82> для збереження CP-інваріантності <http://uk.wikipedia.org/wiki/CP-%D1%96%D0%BD%D0%B2%D0%B0%D1%80%D1%96%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%BD%D1%96%D1%81%D1%82%D1%8C> в квантовій хромодинаміці <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%B0_%D1%85%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D1%96%D0%BA%D0%B0> Аксіон повинен бути псевдоголдстоунівським бозоном <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%BE%D0%B7%D0%BE%D0%BD>, і виникати в результаті спонтанного порушення симетрії Печчеї-Квінн.

ксіон має розпадатися на два фотони <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BD>, а його маса <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%81%D0%B0> залежить від вакуумного очікування полів Хіггса <http://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%B5_%D0%93%D1%96%D0%B3%D0%B3%D1%81%D0%B0&action=edit&redlink=1>  як ~ 1/V.

В оригінальній теорії Печчеї-Квінн V ~ 100 ГеВ <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%95%D0%92> і маса аксіона ~ 100 кеВ <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%95%D0%92>, що, однак, протиречить експериментальним даним з розпаду  - і -частинок. В модифікованій теорії в рамках Великого об'єднання <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%B5_%D0%BE%D0%B1%27%D1%94%D0%B4%D0%BD%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8F> 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 <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%BA>, які можуть нести (на відміну від відомих кварків і лептонів <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B5%D0%BF%D1%82%D0%BE%D0%BD>) заряд Печчеї-Квінн і зв'язані з так званим "адронним" аксіоном (або KSVZ-аксіоном, аксіоном Кіма-Шифмана-Вайнштейна-Захарова). В іншій моделі (так званий GUT-аксіон, DFSZ-аксіон, або аксіон Дайна-Фішлера-Средніцкого-Житніцкого) відсутні додаткові кварки, усі кварки несуть заряд Печчеі-Квінн і, крім того, вимагається існування двох хіггсовских дублетів.

Бозон Гіґґса - елементарна частинка <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%95%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%B0_%D1%87%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D0%B0>, квант <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D1%82> поля Гіґґса <http://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%B5_%D0%93%D1%96%D2%91%D2%91%D1%81%D0%B0&action=edit&redlink=1>, що з необхідністю виникає в Стандартній моделі <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%B4%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%BD%D0%B0_%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C> внаслідок Гіґґсового механізму <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%85%D0%B0%D0%BD%D1%96%D0%B7%D0%BC_%D0%93%D1%96%D0%B3%D0%B3%D1%81%D0%B0>спонтанного порушення електрослабкої симетрії <http://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%A1%D0%BF%D0%BE%D0%BD%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D0%B5_%D0%BF%D0%BE%D1%80%D1%83%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F_%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%BB%D0%B0%D0%B1%D0%BA%D0%BE%D1%97_%D1%81%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D1%96%D1%97&action=edit&redlink=1>.

За будовою Гіґґсівський бозон <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%BE%D0%B7%D0%BE%D0%BD> є скалярною <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D1%8F%D1%80> частинкою, тобто частинкою із нульовим спіном <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D1%96%D0%BD>. В рамках Стандартної Моделі бозон Гіґґса відповідає за масу <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%81%D0%B0> елементарних частинок.

При мінімальній реалізації Гіґґсівського механізму повинен виникати один нейтральний Гіггсівский бозон; в розширених моделях спонтанного порушення симетрії <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D1%96%D1%8F> може виникнути декілька Гіггсівских бозонів різної маси, у тому числі і заряджених <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%95%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%B9_%D0%B7%D0%B0%D1%80%D1%8F%D0%B4>.