On the universal fermi interaction

Summary

The parity-non-conserving, V-A form of Fermi interaction is derived from a principle of invariance under a continuous group of transformations, in analogy with the ordinary gauge-invariance derivation of the minimal electromagnetic interaction of charged particles. This assumption is a stronger restriction on the form of Fermi interactions than that invoked bySudarshan andMarshak, Gell-Mann andFeynman, andSakurai, and leads to additional predictions that are subject to experimental check. If these transformations were symmetry transformations of the entire Lagrangian, then the β- and μ-decay coupling constants would be precisely equal. The implications of extending this Fermi gauge invariance to a group depending on space-time functions is discussed. The possibility that Fermi interactions involving change of strangeness are unallowed is considered, and the results of assuming a universal Yukawa V-A parity-non-conserving interaction are tabulated. Such a Yukawa interaction, involving one new coupling constant, leads to reasonable K-meson and hyperon decay rates and allows π-meson decay into μ+ν without any appreciable decay into e+ν.

Riassunto

La forma V-A dell’interazione di Fermi non conservante la parità si deriva da un principio d’invarianza rispetto a un gruppo continuo di trasformazioni in analogia colla derivazione ordinaria dell’invarianza di gauge della minima interazione elettromagnetica delle particelle cariche. Questa ipotesi è per la forma delle interazioni di Fermi una restrizione più severa di quella invocata daSudarshan eMarshak, Gell-Mann eFeynman, eSakurai e conduce ad ulteriori predizioni suscettibili di verifica sperimentale. Se queste trasformazioni fossero trasformazioni della simmetria dell’intera lagrangiana, le costanti di accoppiamento del decadimento β e μ sarebbero esattamente uguali. Si discutono le conseguenze derivanti dall’estensione di questa invarianza di gauge secondo Fermi a un gruppo dipendente da funzioni dello spazio-tempo. Si considera la possibilità che le interazioni di Fermi che comportino un cambiamento di stranezza siano proibite, e si tabulano i risultati derivanti dall’ipotesi di una interazione universale V-A di Yukawa non conservante la parità. Tale interazione di Yukawa, che richiede una nuova costante di accoppiamento conduce a ragionevoli tassi di decadimento dei mesoni K e degli iperoni e permette il decadimento dei mesoni π in μ + v senza apprezzabile decadimento in e + v.