Автореферат (Массивные нейтрино во внешних полях и в плотных средах), страница 6

Проводится сравнениеданного механизма радиационного распада нейтрино в среде с «традиционным» механизмом, рассмотренным, в частности, в главе 5 диссертационной работы.В заключении приводятся основные результаты диссертации.В приложения вынесены некоторые данные справочного и вспомогательного характера.Основные результаты диссертации1. В однопетлевом приближении Стандартной модели Вайнберга–Салама–Глэшоу вычислен массовый оператор дираковского нейтрино(ДН) при точном учете действия внешнего интенсивного постоянногополя общего вида.2. С помощью массового оператора получено выражение для радиационной поправки к массе ДН во внешнем поле, на основе которогопроведено исследование аномального магнитного момента (АММ) ДНкак функции напряженности внешнего поля и энергии нейтрино.Показано, что в слабом поле ( ≪ = 2 /, ≪ 0 = 2 /)25в квазиклассическом приближении АММ нейтрино, являясь функци2ей динамического параметра ϰ = [− ( ) ]1/2 /3 , вначале растет22как ϰ (при ϰ ≪ Λ = ( / ) ), затем достигает максимума (приϰ ≃ 0,12 Λ3/2 ) и далее убывает как ϰ −2/3 (при ϰ ≫ Λ3/2 ).Исследовано поведение АММ в зависимости от напряженности поля при движении вдоль магнитного поля, показано, что АММ неограниченно растет при → ≃ 1,1 ⋅ 1024 Гс, что может указыватьна перестройку вакуума Стандартной модели в полях с напряженностью ≃ .3.

В однопетлевом приближении Стандартной модели Вайнберга–Салама–Глэшоу вычислен массовый оператор майорановского нейтрино (МН) во внешнем поле, получено выражение для радиационной поправки к массе МН. Показано отсутствие АММ и аномального электрического момента у МН в данном приближении.4. На основе анализа массовых операторов ДН и МН полученыуравнения, описывающие движение массивных ДН и МН в сравнительно слабом поле ≪0 , ≪ . Показано, что массивное ДН обладает АММ и анапольным моментом, а МН – только анапольныммоментом. Найдены точные решения уравнений – волновые функцииДН и МН во внешнем магнитном поле.5.

С помощью полученных уравнений и их решений вычисленамощность электромагнитного излучения АММ дираковского нейтринов постоянном магнитном поле (спиновый свет нейтрино в магнитномполе). Рассчитано характерное время переворота спиральности ДН вмагнитном поле.6. Исследовано рассеяние массивных ДН и МН в неоднородноммагнитном поле, показана эквивалентность результатов для нейтринообоих типов в релятивистском пределе / ≫ 1.В квазиклассическом приближении рассчитаны углы отклоненияДН и МН от прямолинейного распространения в некоторых конфигурациях неоднородного внешнего поля. Показано, что углы отклонениямассивных нейтрино растут с уменьшением энергии нейтрино и достигают максимальных значений в нерелятивистском пределе / ≃ 1.Рассеяние в неоднородном поле чувствительно к природе массы нейтрино: при прочих равных условиях МН отклоняется на значительноменьший угол по сравнению с ДН.Показано, что сильные магнитные поля, существующие вблизи не26которых астрофизических объектов, могут обладать фокусирующимисвойствами и действовать подобно «линзе» для нейтрино.7.

В скрещенном поле E⊥H, ∣E∣ = ∣H∣ вычислена вероятность распада массивного нейтрино на + -бозон и электрон ( → ). Исследованы асимптотики вероятности в зависимости от значения инвариантного параметра скрещенного поля ϰ. Показано, что характерноевремя данного процесса распада в сильном поле оказывается чрезвычайно малым в случае ультрарелятивистских нейтрино, следовательно, наличие интенсивного внешнего поля может приводить к резкомувозрастанию вероятностей даже запрещенных в вакууме процессов.В скрещенном поле вычислена вероятность процесса рождения электрон-позитронной пары мюонным нейтрино. Данная вероятность ис2следована при условии ϰ ≪ ( / ) , соответствующем контактномуприближению теории, а также в области сверхвысоких энергий ней3трино (ϰ ≫ ( / ) ), когда существенно влияние промежуточного-бозона.8.

Построена теория радиационного распада массивного ДН в вырожденной замагниченной электронной плазме в рамках Стандартной модели электрослабых взаимодействий со смешиванием нейтрино в области умеренных значений энергии распадающегося нейтрино ≪ 2 .Показано, что наличие среды приводит к существенному увеличению вероятности распада в магнитном поле как релятивистских, таки нерелятивистских нейтрино. С другой стороны, присутствие интенсивного внешнего магнитного поля увеличивает вероятность радиационного распада нейтрино в среде. Поэтому для проведения корректного анализа явлений, происходящих в различных астрофизическихусловиях, принципиальное значение приобретает необходимость одновременного учета влияния среды и интенсивного внешнего поля.Присутствие сильного магнитного поля ≳ 0 = 2 3 /ℏ == 4,41⋅1013 Гс и вырожденного электронного газа с плотностью, характерной для внешней коры нейтронной звезды, может увеличить на трипорядка вероятность распада стерильных реликтовых нейтрино с массами, равными нескольким кэВ, рассматриваемых в настоящее времяв качестве одних из самых популярных кандидатов на роль частиц,формирующих темную материю.9.

Получены модифицированные уравнения Дирака для массивных27ДН и МН, распространяющихся в движущихся и поляризованных средах, в предположении когерентного взаимодействия нейтрино с частицами среды (в отсутствие внешнего поля). Найдены точные решенияполученных уравнений.10. На основе точных решений модифицированного уравнения Дирака для ДН в среде построена последовательная квантовая теорияспинового света нейтрино в веществе (SL), в рамках которой возможно описание указанного эффекта в случае произвольных плотностей среды (в том числе и в плотных средах).

Получен энергетическийспектр излучаемых фотонов, и найдены выражения для вероятностии мощности излучения при различных соотношениях между массойнейтрино , его импульсом и параметром плотности среды .Исследованы поляризационные свойства спинового света. Показано, что излучение релятивистских нейтрино (/ ≫ 1) в среде обладает циркулярной поляризацией. При низкой плотности среды, когда ≪ / ≪ 1, поляризация достигает 50%, а при высокой плотности,когда / ≪ , циркулярная поляризация изменяет знак и достигает100%, т. е. становится полной.11. Произведен последовательный учет влияния электронной плазмы на процесс спинового света нейтрино в среде, которое сводитсяк модификации закона дисперсии излученных фотонов (поперечныхплазмонов).

Подтверждено наличие энергетического порога процесса.Показано, что при учете дисперсии фотона для релятивистского нейтрино, излучающего вдали от порога реакции, остаются справедливыми формулы (полученные без учета дисперсии фотона), описывающиеинтегральные вероятность и мощность, а также поляризационные характеристики излучения.Детально проанализированы условия, при которых возможна реализация процесса спинового света нейтрино в астрофизике. Показано,что основой для экспериментальной идентификации спинового светанейтрино является свойство циркулярной поляризации излучения.12.

Предсказан новый тип электромагнитного излучения – спиновый свет электрона в среде (SL), обусловленный квантовыми переходами электрона между состояниями с различными ориентациямиспина в среде, сопровождающимися излучением фотонов. Построенаквантовая теория этого явления.Получены выражения для вероятности и мощности излучения в28среде, состоящей из нейтронов («нейтронная материя»).

Проведен анализ зависимости мощности процесса от энергии электрона и плотностисреды. Исследованы поляризационные свойства излучения. Показано,что при прочих равных условиях вероятность спинового света электрона в среде должна значительно превышать вероятность спиновогосвета нейтрино.13. Исследовано явление спинового света, возникающего при радиационном переходе между различными массовыми состояниями нейтрино в среде (спиново-световая мода в радиационном распаде массивного нейтрино, т. е. 1 → 2 + , 1 > 2 ). Получен энергетическийспектр излучаемых фотонов, найдена полная вероятность распада.

Показано, что в случае распада релятивистского нейтрино в плотной среде (при ∣1 − 2 ∣ → 0) вероятность процесса переходит в вероятностьспинового света нейтрино, а в случае распада нерелятивистского нейтрино в среде низкой плотности – в известное выражение для вероятности радиационного распада массивного нейтрино в вакууме.Основные публикации по теме диссертации1.

Борисов А. В., Жуковский В. Ч., Курилин А. В., Тернов А. И.Радиационные поправки к массе нейтрино во внешнем электромагнитном поле // ЯФ. — 1985. — Т. 41, № 3. — С. 743–748.2. Борисов А. В., Жуковский В. Ч., Тернов А. И. Майорановское нейтрино во внешнем неоднородном электромагнитном поле // ЯФ.

—1987. — Т. 46, № 2(8). — С. 564–571.3. Борисов А. В., Жуковский В. Ч., Тернов А. И. Электромагнитныесвойства массивного дираковского нейтрино во внешнем электромагнитном поле // Изв. вузов. Физика. — 1988. — № 3. — С. 64–70.4. Борисов А. В., Жуковский В. Ч., Тернов А. И. Электромагнитныесвойства массивных нейтрино // ДАН СССР. — 1989. — Т. 308,№ 4.