Черенковское излучение космических суперструн
Описание файла
PDF-файл из архива "Черенковское излучение космических суперструн", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физико-математические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
Íà ïðàâàõ ðóêîïèñèÑàëåõè Êàðèì×ÅÐÅÍÊÎÂÑÊÎÅ ÈÇËÓ×ÅÍÈÅ ÊÎÑÌÈ×ÅÑÊÈÕÑÓÏÅÐÑÒÐÓÍÑïåöèàëüíîñòü 01.04.02 - òåîðåòè÷åñêàÿ ôèçèêàÀÂÒÎÐÅÔÅÐÀÒäèññåðòàöèè íà ñîèñêàíèå ó÷åíîé ñòåïåíèêàíäèäàòà ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóêÌîñêâà 2006Ðàáîòà âûïîëíåíà íà êàôåäðå òåîðåòè÷åñêîé ôèçèêè ôèçè÷åñêîãî ôàêóëüòåòà Ìîñêîâñêîãî Ãîñóäàðñòâåííîãî Óíèâåðñèòåòà èìåíèÌ.Â.Ëîìîíîñîâà.Íàó÷íûé ðóêîâîäèòåëü: äîêòîð ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóêïðîôåññîð Ä.Â.
ÃàëüöîâÎôèöèàëüíûå îïïîíåíòû: äîêòîð ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóêÀ.ß. Áóðèíñêèéêàíäèäàò ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóêÄ.Ã. ÎðëîâÂåäóùàÿ îðãàíèçàöèÿ: Òîìñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò,ã. ÒîìñêÇàùèòà ñîñòîèòñÿ "21" äåêàáðÿ 2006 ã. â 16 ÷àñ. íà Ñïåöèàëèçèðîâàííîì Ñîâåòå Ê.501.001.17 ïðè Ìîñêîâñêîì Ãîñóäàðñòâåííîì Óíèâåðñèòåòåèì. Ì.Â.Ëîìîíîñîâà(119992, ã.
Ìîñêâà, Âîðîáüåâû ãîðû, ôèçè÷åñêèéôàêóëüòåò, àóä. ÑÔÀ ).Ñ äèññåðòàöèåé ìîæíî îçíàêîìèòüñÿ â áèáëèîòåêå ôèçè÷åñêîãîôàêóëüòåòà ÌÃÓ.Àâòîðåôåðàò ðàçîñëàí "" íîÿáðÿ 2006ã.Ó÷åíûé ñåêðåòàðüÑïåöèàëèçèðîâàííîãî Ñîâåòà Ê.501.001.17ä.ô.-ì.í.Ï.À. ÏîëÿêîâÎÁÙÀß ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÀ ÐÀÁÎÒÛÃèïîòåçà êîñìè÷åñêèõ ñòðóí áûëà ïðåäëîæåíà äëÿ îáúÿñíåíèÿ íàáëþäàåìîé èåðàðõèè êîñìè÷åñêèõ ñòðóêòóð (ãàëàêòèê, ñêîïëåíèé ãàëàêòèê,êðóïíîìàñøòàáíîé ÿ÷åèñòîé ñòðóêòóðû) êàê àëüòåðíàòèâà ñòàíäàðòíîéìîäåëè, îñíîâàííîé íà ðîñòå âîçìóùåíèé ïëîòíîñòè. Ýòà ãèïîòåçà ñïîñîáíà îáúÿñíèòü íàáëþäåíèÿ ñ ðàìêàõ òåîðèè, ñîäåðæàùåé åäèíñòâåííûéïàðàìåòð − ïëîòíîñòü ìàññû (íàòÿæåíèå) ñòðóíû.
 îñíîâå ýòèõ ïðåäñòàâëåíèé ëåæàëî ïðåäñêàçàíèå âîçìîæíîñòè îáðàçîâàíèÿ äåôåêòîâ ïðèôàçîâûõ ïåðåõîäàõ â ðàííåé âñåëåííîé â ðàìêàõ ïîëåâûõ ìîäåëåé âåëèêîãî îáúåäèíåíèÿ.  ýòèõ ìîäåëÿõ õàðàêòåðíàÿ ïëîòíîñòü ìàññû èìååò (âýíåðãåòè÷åñêèõ åäèíèöàõ) ìàñøòàá 1015 − 1016 Ãýâ. Îäíàêî, íîâûå äàííûåïî àíèçîòðîïèè ìèêðîâîëíîâîãî èçëó÷åíèÿ íåñîâìåñòíû ñî ñòîëü áîëüøèìçíà÷åíèåì õàðàêòåðíîé ìàññû, ïîýòîìó ãèïîòåçà êîñìè÷åñêèõ ñòðóí ïîëåâîãî ïðîèñõîæäåíèÿ âåðîÿòíî äîëæíà áûòü îòâåðãíóòà. Òåì íå ìåíåå,â ïîñëåäíåå âðåìÿ àêòèâíî èçó÷àåòñÿ âîçìîæíîñòü êîñìè÷åñêèõ ñòðóí âðàìêàõ ñóïåðñòðóííîé ìîäåëè îáúåäèíåíèÿ ôóíäàìåíòàëüíûõ âçàèìîäåéñòâèé.
Ïðåäñêàçûâàåìûå ñâîéñòâà êîñìè÷åñêèõ ñóïåðñòðóí, â îòëè÷èå îòñòðóí, ðàíåå èçó÷àâøèõñÿ â ïîëåâûõ ìîäåëÿõ îáúåäèíåíèÿ, íå ïðîòèâîðå÷àò äàííûì ïî ìèêðîâîëíîâîìó ôîíó.Äèññåðòàöèîííàÿ ðàáîòà ïîñâÿùåíà èññëåäîâàíèþ äèíàìèêè êîñìè÷åñêèõ ñóïåðñòðóí ñ ó÷åòîì èçëó÷åíèÿ áåçìàññîâûõ ïîëåé. Õàðàêòåðíûì äëÿñóïåðñòðóííîé ìîäåëè êîñìè÷åñêèõ ñòðóí ÿâëÿåòñÿ èõ âçàèìîäåéñòâèå ñäèëàòîíîì è ïîëåì äâà-ôîðìû, à òàêæå èíîé õàðàêòåð ïðîöåññîâ ïåðåçàìûêàíèÿ.
Êîñìîëîãè÷åñêàÿ ýâîëþöèÿ ñåòè ñòðóí ñóùåñòâåííî çàâèñèò îòïðîöåññîâ èçëó÷åíèÿ èìè áåçìàññîâûõ ïîëåé. Ðàíåå â ëèòåðàòóðå îáñóæäàëîñü èçëó÷åíèå îò îñöèëëèðóþùèõ ñòðóííûõ ïåòåëü.  äàííîé ðàáîòåèññëåäóåòñÿ äðóãîé ìåõàíèçì èçëó÷åíèÿ: ÷åðåíêîâñêîå èçëó÷åíèå, êîòîðîåäîëæíî âîçíèêàòü êîãäà ïðÿìîëèíåéíûå íåâîçáóæäåííûå ñòðóíû äâèæóòñÿ ïîä óãëîì äðóã ê äðóãó òàê, ÷òî òî÷êà ïåðåñå÷åíèÿ èìååò ñâåðõñâåòîâóþñêîðîñòü. Ðàíåå ïîäîáíûé ìåõàíèçì îáñóæäàëñÿ äëÿ ãëîáàëüíûõ ñòðóí,âçàèìîäåéñòâóþùèõ ñ ïîëåì àêñèîíà, è áûëî ïîêàçàíî, ÷òî îí èãðàåò âàæíóþ ðîëü â èõ äèíàìèêå â õîäå êîñìîëîãè÷åñêîé ýâîëþöèè.  äàííîé ðàáî3òå ÷åðåíêîâñêèé ìåõàíèçì èçó÷àåòñÿ ïðèìåíèòåëüíî ê êîñìè÷åñêèì ñóïåðñòðóíàì, âçàèìîäåéñòâóþùèì ñ äèëàòîíîì, ïîëåì äâà-ôîðìû è ãðàâèòàöèîííûì ïîëåì. Ðàçâèòà ïåðòóðáàòèâíàÿ òåõíèêà âû÷èñëåíèé, ïîçâîëÿþùàÿðàññ÷èòûâàòü èçëó÷åíèå äëÿ óëüòðàðåëÿòèâèñòñêèõ ñòðóí, à òàêæå äðóãèõïðîòÿæåííûõ îáúåêòîâ (ìåìáðàí) ðàññìàòðèâàåìûõ â òåîðèè ñóïåðñòðóí.Àêòóàëüíîñòü ïðîáëåìû îáóñëîâëåíà ñóùåñòâåííûì ðàçâèòèåì ñîâðåìåííîé êîñìîëîãèè â ïîñëåäíèå ãîäû, â ÷àñòíîñòè, ïîÿâëåíèþ ãèïîòåçû êîñìè÷åñêèõ ñóïåðñòðóí.
Èõ ýâîëþöèÿ â õîäå êîñìîëîãè÷åñêîãî ðàñøèðåíèÿ äîëæíà ñîïðîâîæäàòüñÿ èçëó÷åíèåì, êîòîðîå èãðàåò âàæíóþ ðîëüäëÿ ïîñëåäóþùåãî ñðàâíåíèÿ ñ ýêñïåðèìåíòîì. Îñíîâíûì ìåõàíèçìîì èçëó÷åíèÿ, êîòîðûé ðàññìàòðèâàëñÿ ðàíåå, ÿâëÿåòñÿ èçëó÷åíèå áåçìàññîâûõïîëåé (÷àñòü èç êîòîðûõ â õîäå ïîñëåäóþùåé ýâîëþöèè ñòàíîâÿòñÿ ìàññâíûìè) îñöèëëèðóþùèì ïåòëÿìè çàìêíóòûõ ñòðóí.
Îäíàêî, äëÿ êîñìè÷åñêèõ ñóïåðñòðóí äîëæíà áûòü âåëèêà äîëÿ ïðÿìîëèíåéíûõ íåâîçáóæäåííûõ ñòðóí, äâèæóùèõñÿ äðóã îòíîñèòåëüíî äðóãà ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ.Èññëåäîâàíèå âîçìîæíîñòè ÷åðåíêîâñêîãî èçëó÷åíèÿ â òàêîé ñèñòåìå íåîáõîäèìî äëÿ ïîñòðîåíèÿ áîëåå ïîëíîé êàðòèíû ýâîëþöèè ñåòè êîñìè÷åñêèõñòðóí.Öåëüþ äèññåðòàöèîííîãî èññëåäîâàíèÿ áûëî èññëåäîâàíèå èçëó÷åíèÿ ñîïðîâîæäàþùåãî äâèæåíèå ïðÿìîëèíåéíûõ êîñìè÷åñêèõ ñóïåðñòðóí,âçàèìîäåéñòâóþùèõ ïîñðåäñòâîì ñêàëÿðíîãî ïîëÿ (äèëàòîíà), ïîëÿ àíòèñèììåòðè÷íîé ôîðìû âòîðîãî ðàíãà è ãðàâèòàöèè. Ðàíåå áûëî ïîêàçàíî,÷òî â ñëó÷àå ÷èñòî ãðàâèòàöèîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ èçëó÷åíèå íå âîçíèêàåò, îäíàêî â ñëó÷àå âçàèìîäåéñòâèÿ ñòðóí ïîñðåäñòâîì ïîëÿ ôîðìû âïëîñêîì ïðîñòðàíñòâå-âðåìåíè èçëó÷åíèå èìååò ìåñòî.
 äàííîé ðàáîòåðàññìàòðèâàëñÿ îáùèé ñëó÷àé âçàèìîäåéñòâèÿ ñ òðåìÿ óêàçàííûìè ïîëÿìè, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ òèïè÷íûì äëÿ òåîðèè ñóïåðñòðóí, ñ öåëüþ âûñíèòüñóùåñòâîâàíèå ýôôåêòà ÷åðåíêîâñêîãî èçëó÷åíèÿ ïðè äâèæåíèè ñòðóí ïîäóãëîì ñî ñâåðõñâåòîâîé ñêîðîñòüþ òî÷êè ïåðåñå÷åíèÿ. Êðîìå òîãî ïðîâîäèëîñü èññëåäîâàíèå èçëó÷åíèÿ äâóõ äâèæóùèõñÿ ïî óãëîì p-áðàí â ðàçìåðíîñòè D + 3 c öåëüþ èçó÷åíèÿ âîçìîæíîñòè îáîùåíèÿ ÷åðåíêîâñêîãîìåõàíèçìà íà äðóãèå ïðîòÿæåííûå îáúåêòû, ïðèñóòñòâóþùèå â òåîðèè ñó4ïåðñòðóí.Íàó÷íàÿ íîâèçíà.  ðàáîòå âïåðâûå èññëåäîâàíî ÷åðåíêîâñêîå èçëó÷åíèå áåçìàññîâûõ ïîëåé äèëàòîíà è äâà-ôîðìû ïðÿìîëèíåéíûìè ñòðóíàìè äâèæóùèìèñÿ ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ ïîä óãëîì äðóã ê äðóãó. Ýòîòìåõàíèçì äîëæåí âíîñèòü ñóùåñòâåííûé âêëàä â äèíàìèêó êîñìè÷åñêèõñïåðñòðóí â ðàííåé Âñåëåííîé. Íîâûì ÿâëÿåòñÿ òàêæå óêàçàíèå íà âîçìîæíîñòü ÷åðåíêîâñêîãî èçëó÷åíèÿ äâèæóùèõñÿ p-áðàí â ïðîñòðàíñòâàõðàçëè÷íîé ðàçìåðíîñòè , ñóùåñòâîâàíèå êîòîðûõ ïðåäñêàçûâàåòñÿ ñóïåðñòðóííûìè ìîäåëÿìè îáúåäèíåíèÿ ôóíäàìåíòàëüíûõ âçàèìîäåéñòâèé.Íàó÷íàÿ è ïðàêòè÷åñêàÿ öåííîñòü ðàáîòû.
Ïîëó÷åííûå â ðàáîòåðåçóëüòàòû èìåþò âàæíîå çíà÷åíèå äëÿ äàëüíåéøåãî ðàçâèòèÿ òåîðèè êîñìè÷åñêèõ ñóïåðñòðóí â ñîâðåìåííîé êîñìîëîãèè, à òàêæå äëÿ áîëåå ïîëíîãîïîíèìàíèÿ äèíàìèêè ñóïåðñòðóí â îáúåäèíåííûõ ìîäåëÿõ ôóíäàìåíòàëüíûõ âçàèìîäåéñòâèé.Ðåçóëüòàòû äèññåðòàöèè ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû â ÍÈÈßÔ ÌÃÓ,ÈßÈ, ËÒÔ ÎÈßÈ, ÔÈÀÍ, ÈÒÝÔ, ÌÈÀÍ, ÒÃÓ è äðóãèõ íàó÷íûõ öåíòðàõ.Àïðîáàöèÿðàáîòû.Îñíîâíûå ðåçóëüòàòû äèññåðòàöèè äîêëàäûâàëèñü íà êîíôåðåíöèè Ëîìîíîñîâ-2006 (Ìîñêâà, 2006ã.),International Europhysics Conferencee on High Energy Physics HEP-EPS2005(Lisbon, 2005ã.), 2nd International Conference on Quantum Theories andRenormalization Group in Gravity and Cosmology IRGAC2006 (Barcelona,July 11-15 2006), 11-th Marcel Grossmann meeting (Berlin, July 2006), àòàêæå íà ñåìèíàðàõ êàôåäðû òåîðåòè÷åñêîé ôèçèêè ÌÃÓ.Ïóáëèêàöèè. Ïî òåìå äèññåðòàöèè îïóáëèêîâàíî 5 ðàáîò.Ñòðóêòóðà äèññåðòàöèè.
Äèññåðòàöèÿ ñîñòîèò èç ââåäåíèÿ, ïÿòè ãëàâ5îñíîâíîãî òåêñòà, çàêëþ÷åíèÿ è ñïèñêà öèòèðóåìîé ëèòåðàòóðû.ÑÎÄÅÐÆÀÍÈÅ ÐÀÁÎÒÛ ãëàâå I Ââåäåíèå îáñóæäàþòñÿ íîâûå ïðåäñòàâëåíèÿ, ñëîæèâøèåñÿâ òåîðèè êîñìè÷åñêèõ ñòðóí è êîñìè÷åñêèõ ñóïåðñòðóí, à òàêæå äàåòñÿ îáîñíîâàíèå âûáðàííîé òåìû èññëåäîâàíèé è êîðîòêî ôîðìóëèðóåòñÿ ñîäåðæàíèå äèññåðòàöèè. Ââåäåíèå ñîñòîèò èç òðåõ ðàçäåëîâ.  ïåðâîì îáñóæäàþòñÿ îáùèå ïîëîæåíèÿ òåîðèè êîñìè÷åñêèõ ñòðóí, îáðàçîâàíèå êîòîðûõïðîèñõîäèò ïðè ôàçîâûõ ïåðåõîäàõ (ìåõàíèçì Êèááëà) ñ ïîñëåäóþùèìèïðîöåññàìè ïåðåçàìûêàíèÿ è îáðàçîâàíèÿ ïåòåëü [1].
 ïîñëåäíèå ãîäûâûÿñíèëîñü, ÷òî ìàñøòàá ìàññû â ïîëåâûõ ìîäåëÿõ êîñìè÷åñêèõ ñòðóíñäèøêîì âûñîê, è òàêèå ñòðóíû áóäóò ïîðîæäàòü íåîäíîðîäíîñòè, âåëè÷èíà êîòîðûõ íå ñîãëàñóåòñÿ ñ äàííûìè ïî ìèêðîâîëíîâîìó èçëó÷åíèþ.Âî âòîðîì ðàçäåëå îáñóæäàåòñÿ ãèïîòåçà êîñìè÷åñêèõ ñóïåðñòðóí, êîòîðàÿ áûëà ïðåäëîæåíà êàê àëüòåðíàòèâà ïîëåâûì ìîäåëÿì [2]. Ïåðâîíà÷àëüíî ñôîðìóëèðîâàííàÿ Âèòòåíîì äâàäöàòü ëåò íàçàä, ýòà ãèïîòåçàäîëãîå âðåìÿ ñ÷èòàëàñü íåïðèåìëåìîé èç-çà ñëèøêîì áîëüøîé (áëèçêîé êïëàíêîâñêîé) ïëîòíîñòè ìàññû òàêîé ñòðóíû â òðàäèöèîííîé òåîðèè ñóïåðñòðóí. Ïîñëåäíÿÿ, îäíàêî, ïðåòåðïåëà ñóùåñòâåííûå èçìåíåíèÿ â õîäå ïîñëåäíåãî äåñÿòèëåòèÿ, è âûÿñíèëàñü âîçìîæíîñòü äåôåêòîâ â ñòðóííîé òåîðèè ñ ïëîòíîñòüþ ìàññû ñóùåñòâåííî áîëåå íèçêîé (çà ñ÷åò êîìïàêòèôèêàöèé ñ "áîëüøèìè"äîïîëíèòåëüíûìè èçìåðåíèÿìè, à òàêæå â ãèïåðáðàííûõ ìîäåëÿõ).
Ñîîòâåòñòâóþùàÿ ïëîòíîñòü ìàññû ìîæåò áûòü íà îäèí-äâàïîðÿäêà ìåíüøå ìàññû, àññîöèèðóåìîé ñ ôàçîâûì ïåðåõîäîì â ïîëåâûõ ìîäåëÿõ âåëèêîãî îáúåäèíåíèÿ. Òàêèå êîñìè÷åñêèå ñòðóíû íå ïðîòèâîðå÷àòäàííûì ïî ìèêðîâîëíîâîìó èçëó÷åíèþ è â ïîñëåäíåå âðåìÿ àêòèâíî îáñóæäàþòñÿ â ëèòåðàòóðå êàê æèçíåñïîñîáíàÿ àëüòåðíàòèâà òðàäèöèîííîéòåîðèè êîñìè÷åñêèõ ñòðóí. Îñíîâíûìè êàíäèäàòàìè íà ðîëü êîñìè÷åñêèõñóïåðñòðóí ÿâëÿþòñÿ òàê íàçûâàåìûå F è D ñòðóíû, êîòîðûå îáðàçóþòñÿâ õîäå èíôëÿöèè â ðàìêàõ ãèïåðáðàííîé êîñìîëîãè÷åñêîé ìîäåëè.
