[科普中国]-V-A理论

概述

1958年，费曼和盖尔曼与马尔萨克和苏达珊两组理论家几乎同时提出了V-A理论，修改费米理论。按照V-A理论，中子与质子或中微子与电子不仅形成了矢量流(V)，而且还形成了一种轴矢量流(A)。流－流耦合还是对的，只不过现在的流是矢量流与轴矢量流的组合。V和A在空间反射变换下符号的变化刚好相反，所以V-A理论中的拉格朗日函数包括的两项在空间反射变换下符号的变化相反，变换后的拉格朗日函数与变换以前不再相同，不变性不再存在。

V-A理论尽管有许多成功之处，但它没有改变四个粒子点作用的基本形式，因而费米理论的一些严重的困难问题仍然没有得到解决。其中包括不可重整化和在高能下破坏几率守恒。理论家们继续探索克服这些困难的可能性。有的人建议弱作用中的这两个流不是直接接触，而是通过交换重的带电粒子发生作用。这些带电粒子自旋和光子一样，都是1，称为中间矢量玻色子，记为W+和W-。还有的人认为弱作用和电磁作用既然这么象，它们应该有更深刻的联系。

基本原理费米提出的四费米因子 、 、 、 的相互作用拉格朗日函数有直接耦合的形式，人们称之为四费米子直接耦合理论。后来，经过人们长期分析、综合实验结果，加以理论的概括，推出

其中

这里费米子包括轻子和夸克、粒子符号 、 为轻子， 、 、 表示夸克。粒子的场量，相应的为 、 、 、 和 。上式叫做费米普适V-A理论。

人们用式中的

来计算过程 ，把计算结果和实验比较，定出弱作用耦合常数

其中 是质子质量。

由于质子 由 夸克组成，中子由 夸克组成。故核子的相互作用可用夸克的相互作用形式出现。即

由于夸克构成强子时，矢量形状因子（即其耦合强度）和轴矢量形状因子不尽相同。因而偏离了V-A形式，人们用

来计算衰变过程。1