Аксіон

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

Френком 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

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

R. D. Peccei, H. R. Quinn, Phys. Rev. Letters, 38(1977) p. 1440.
R. D. Peccei, H. R. Quinn, Phys. Rev., D16 (1977) p. 1791—1797.
F. Wilczek, Phys. Rev. Letters, 40 (1978), p. 279.
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.
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

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

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[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