Область применимости теории слабых взаимодействий

С 1958 года, когда Гелл-Ман — Фейнман и Маршак — Сударшан сформулировали универсальную четырехфермионную теорию слабого взаимодействия, меня стал интересовать вопрос о высших поправках в этой неперенормируемой теории. Идея состояла в том, что за счет высших поправок по слабому взаимодействию должен возникнуть ряд наблюдаемых эффектов, а их отсутствие на эксперименте позволило бы ограничить сверху область применимости теории слабых взаимодействий. Предполагалось, что интегрирование по импульсам виртуальных адронов обрезается за счет сильного взаимодействия, и, следовательно, диаграммы с виртуальными адронами учитывать не надо — их вклад мал. В работе 1960 года (ЖЭТФ 38, 1608 (I960)) из таких эффектов были рассмотрены распады ц —> е + у, р —> Зе и поправки, нарушающие равенство констант |3 — и ц -распадов. В то время считалось, что есть только одно нейтрино, т. е. распад р -> е + у разрешен.

Наиболее сильное ограничение 50 GeV возникало именно из этого распада. Однако, когда выяснилось, что электронное и мюонное нейтрино различны, это ограничение отпало. Поскольку из рассмотрения чисто лептонных процессов никаких ограничений не возникало, и существовало общее мнение, что процессы с виртуальными адронами обрезаются сильными взаимодействиями, то возникало впечатление, что этот путь бесперспективен.

В работе 1966 года (Письма в ЖЭТФ 4, 332 (1966)) я установил, что в силу алгебры токов в некоторых случаях (речь шла о поправках к константе p-распада за счет слабого взаимодействия в теории с промежуточным бозоном) сильное взаимодействие не обрезает амплитуды с виртуальными адронами. Е. П. Шабалин поставил передо мной вопрос: нельзя ли эту технику применить к рассмотрению слабых нейтральных токов, где экспериментальные ограничения очень сильны. Совместно с Шабалиным [30] в теории, где есть только обычные и странные частицы (т.е. только и-, (1-, s-кварки), мы рассмотрели процесс распада Ks —> Ц⁺ Ц~ и разность масс Ki- и iVs-мезонов; показали, что в силу алгебры токов здесь не происходит обрезания виртуальных слабых взаимодействий сильными, и вычислили амплитуду —>

д ⁺ ц~ и разность масс Ki — К$ в порядке G²А². Наиболее сильное ограничение на предел обрезания, А $ 5 GeV возникло из разности масс Kl — Ks- На кварковом языке оно означало, что теория слабого взаимодействия с и-,

(l-, s-кварками меняет свою форму при весьма низких энергиях Е $ 5 GeV. Это утверждение явилось исходным пунктом для гипотезы Глэшоу, Иллиопоулоса и Майани о существовании с-кварка и введения такой формы слабого взаимодействия, чтобы вклад с кварка компенсировал расходящиеся члены за счет и -, d s -кварков (ГИМ-механизм).

Мы доложили нашу работу на семинаре ИТЭФ, выпустили препринт, статья была опубликована в журнале Ядерная Физика. Спустя некоторое время Л. Б. Окунь поехал на конференцию в США. Вернувшись оттуда, он рассказал на теоретическом семинаре ИТЭФ то новое, что он узнал на конференции. Основной новостью было соотношение для разности масс Kl и ICs-мезонов, полученное Гелл-Маном, Голдбергером, Лоу и Кроллом за счет поправок по слабому взаимодействию. В формуле, которую он написал на доске, я узнал нашу формулу — они точно совпадали (строго говоря, как в нашей, так и в их формуле предполагалось насыщение вакуумным состоянием; мы, кроме того, вычислили вклад следующего, однопионного состояния, и показали, что он мал). После семинара я показал Льву Борисовичу уже опубликованную нашу работу и напомнил, что он присутствовал на том семинаре, где я ее рассказывал. Он посоветовал мне послать письмо и оттиск нашей статьи Лоу, который докладывал работу на конференции. В своем ответе Лоу признал, что мы сделали то же самое, что и они, значительно раньше. Статья Гелл-Мана, Голдбергера, Лоу и Кролла так и не появилась в печати. В своей обзорной статье по этому вопросу Лоу ссылался на нашу работу, не упоминая о своей.

В связи с этой деятельностью я получил приглашение от Маршака сделать доклад на Международной конференции «Частицы и поля» в Рочестере в 1967 году. У этого приглашения была любопытная предыстория. Летом 1967 года Маршак участвовал в конференции, организованной Украинской Академией Наук и проходившей в Ялте. Председателем Оргкомитета был Н. Н. Боголюбов, и конференция было организована по высшему классу в смысле комфорта, обслуживания и т. д. При этом строго выдерживалась иерархия среди приглашенных: кому черная икра, кому красная, а кому и вовсе только сервелат.

Грибов и я тоже участвовали в этой конференции, и у нас было много обсуждений с Маршаком (я знал Маршака еще с 1956 года, когда он впервые приехал в Москву). Во время одного из таких обсуждений Маршак сказал, что пришлет нам обоим приглашение сделать доклады на конференции «Частицы и поля», которую он организует. «Так нас же не пустят!» — сказали мы. «Я все это понимаю, — возразил Маршак, — но я их обхитрю: я приглашу также Боголюбова и поставлю условие — должны приехать все трое. Если вас не пустят, я отзову приглашение Боголюбову».

Хитрость Маршака сработала. Я стал проходить оформление и дошел до очень высокого уровня, до которого никогда не доходил раньше. Для конференции я написал доклад, в котором привел наши результаты по Kl -> ц⁺ разности масс Kl — Ks и также ряд других. В последний момент меня на конференцию не пустили, но Грибову поехать разрешили.

Маршак оказался в сложном положении — отменить приглашение Боголюбову, но тогда и Грибов не поедет… И он пошел на компромисс: Грибов поехал, я — нет. Грибов согласился сделать мой доклад вместо меня. Однако, ему не нравилась часть, касающаяся разности масс Kl — К$, в частности, гипотеза о насыщении вакуумным состоянием. Поэтому он поставил условие, чтобы эта часть была выкинута. Пришлось согласиться. В результате эта часть оказалась менее известной на Западе, что привело к тому, что аналогичную работу, хотя и значительно позже, сделали Маршак, Мохапатра и Рао.