Автореферат (1097697), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Теоретические выводы и оценки, полученные в работе, могут представлять интерес дляисследования различных процессов в астрофизике с участием нейтрино, в том числе, для анализа результатов астрофизических наблюдений. Часть результатов диссертации вошла в учебные пособия для студентов университетов.Степень достоверности и апробация результатов работыРезультаты диссертационной работы являются обоснованными идостоверными, поскольку их получение основано на строгих методах5квантовой теории поля, а также применении приближений, адекватных исследуемым явлениям.

Часть результатов диссертации была подтверждена в более поздних исследованиях другими авторами.Содержание различных разделов диссертации докладывалось нанаучных сессиях ОЯФ АН СССР, РФ в 1984–1987 годах и в 2004 году;на международных Ломоносовских конференциях по физике элементарных частиц в 2003 и 2005 годах; на международных семинарах пофизике высоких энергий «КВАРКИ’2004», «КВАРКИ’2006»; на международных конференциях «Результаты и перспективы физики элементарных частиц» (Ла-Туиль, Италия, 2005, 2007 и 2011 годы); на6-й международной конференции по космомикрофизике «КОСМИОН2004» (Москва–Париж, 2004 год), на 5-й международной конференции «Темная материя в астрофизике и физике элементарных частицDARK–2004» (College Station, USA, 2004); на 6-й международной конференции «Проблемы в астрофизике частиц» (Ханой, Вьетнам, 2006год); на XII Рабочем совещании по физике спина при высоких энергиях «DSPIN-07» (Дубна, 2007 год); на 9-й международной конференции«Квантовая теория поля под действием внешних условий QFEXT09»(Оклахома, США, 2009 год); на XXIV Международной конференциипо Нейтринной физике и Астрофизике (Афины, Греция, 2010 год).ПубликацииОсновные результаты диссертации опубликованы в 30 работах [1–30], в том числе: статьи в реферируемых журналах – 19, сборники трудов международных конференций – 9, депонированные рукописи – 2.Личный вклад автораВсе основные результаты, представленные в диссертации, получены автором лично.

При выполнении всех работ автор принимал определяющее участие как в постановке, так и в решении задач, а также ввыборе методов исследования и в обсуждении результатов.Структура и объем диссертацииДиссертация содержит 312 страниц текста, включая 35 рисункови три таблицы, и состоит из введения, семи глав, заключения, трехприложений и библиографии из 539 наименований.6Содержание диссертацииВо введении дана общая характеристика диссертационной работы.

Обоснована актуальность темы диссертации, определены ее цели изадачи, описана научная новизна, а также теоретическая и практическая значимость диссертационной работы, сформулированы положения, выносимые на защиту.Глава 1 имеет вводный характер. В ней дается обзор литературы, связанной с проблематикой массивного нейтрино, природы массы нейтрино, а также электромагнитных свойств нейтрино. Детальноописываются применяемые в диссертации методы учета влияния интенсивного электромагнитного поля и конечной плотности веществана процессы с участием нейтрино.Глава 2 посвящена исследованию радиационных поправок к массам дираковского и майорановского нейтрино во внешнем постоянномэлектромагнитном поле общего вида.В разделе 2.1 приводятся необходимые сведения из теории Вайнберга–Салама–Глэшоу, в рамках которой в диссертации вычисляютсямассовые операторы дираковского и майорановского нейтрино.Раздел 2.2 посвящен вычислению и всестороннему анализу массового оператора дираковского нейтрино во внешнем поле.

В основуизучения динамики нейтрино во внешнем поле (как дираковского, таки майорановского) положено уравнение Дирака–Швингера∫( ∂ − ) () − 4 ′ (, ′ ) (′ ) = 0,(1)где (, ′ ) – массовый оператор нейтрино во внешнем поле.В разделе 2.2.1 производится вычисление массового операторадираковского нейтрино в однопетлевом приближении теории.В разделе 2.2.2 вычисляется радиационная поправка к массе дираковского нейтрино, т. е. диагональный матричный элемент массового оператора на массовой поверхности 2 = 2 :Δ =1¯(, ) (, )(, ),2(2)где (, ) – фурье-образ массового оператора (, ′ ), (, ) – свободные дираковские спиноры.В разделе 2.2.3 исследуется динамическая природа аномального7магнитного момента дираковского нейтрино, т.

е. его зависимость отнапряженности внешнего поля и энергии частицы.В однородном магнитном поле в случае продольного движения нейтрино (⊥ = 0) аномальный магнитный момент вначале возрастаетквадратично по напряженности магнитного поля , но с малым чис2ленным коэффициентом ∼ Λ−1 = ( / ) ∼ 10−11 , где и –массы электрона и -бозона. С дальнейшим увеличением напряженности магнитного поля аномальный магнитный момент растет болееинтенсивно:⎧20Λ,0 ≪ − ≪ ,⎨3−≃()020− 1 , − ≪ 0 .⎩ Λ ln3 − Здесь0 = 2 2 /ℏ = 4,41 ⋅ 1013 Гс(3)22√ /ℏ= Λ0 ≃– швингеровское значение магнитного поля, =240≃ 1,1⋅10 Гс – электрослабое критическое поле, = 3 2 (4)−2– известное вакуумное значение аномального магнитного момента нейтрино.

Таким образом, при → аномальный магнитный моментлогарифмически расходится, что связано с перестройкой -бозонноговакуума теории возмущений в полях с напряженностью ≃ .В квазиклассической области изменения параметров ( ≪ , ≪ 0 , ⊥ ≫ ) для аномального магнитного момента получено следующее асимптотическое представление:⎧4 ln Λ 1 + ϰ2 3 ,ϰ ≪ Λ,3Λ}{⎨ln 3 178 ϰ23+, Λ ≪ ϰ ≪ Λ3/2 ,1−ln ϰ − ln Λ − −≃303Λ2265/6 4⎩ 3 Γ (1/3) Λ ,ϰ ≫ Λ3/2 ,20ϰ 2/3где}1/21 {2ϰ=− ( )(4) 0– инвариантный динамический параметр, = 0,557 .

. . – постояннаяЭйлера. С ростом параметра ϰ магнитный момент возрастает, достигает максимума при ϰ ≃ 0,12 Λ3/2 , а затем убывает до нуля.8В разделе 2.2.4 массовый оператор изучается в сравнительно слабых полях ≪ , ≪ 0 (и при ϰ ≪ Λ). В линейном по полюприближении получено уравнение для волновой функции массивногодираковского нейтрино в слабом внешнем поле:{})0 (5 ˜ − + 1 + () = 0,(5)где 5 = − 0 1 2 3 , ˜ = 12 – дуальный тензор внешнегополя.

Проводится физическая интерпретация дополнительного членав уравнении (5), связанного с радиационными поправками к движениюнейтрино: слагаемое ∼ 5 ˜ отвечает аномальному магнитномумоменту, а слагаемое ∼ ˜ – анапольному (или тороидному дипольному) моменту (анаполю Зельдовича).Раздел 2.3 посвящен исследованию массового оператора майорановского нейтрино во внешнем поле.Разделы 2.3.1 и 2.3.2 носят вводный характер, они содержат основы теории майорановского нейтрино. В частности, здесь построенаодночастичная волновая функция майорановского нейтрино как матричный элемент майорановского полевого оператора (r, ) между вакуумным и одночастичным состояниямиp,() = ⟨0∣(r, )∣p,⟩,(6)где подчиняется майорановскому условию = = CT , C – оператор зарядового сопряжения.В разделе 2.3.3 проводится вычисление массового оператора ирадиационной поправки к массе майорановского нейтрино в однопетлевом приближении на основе уравнения (1) для функции (6).

Проведенный анализ позволяет заключить, что майорановское нейтринодействительно не имеет ни аномального магнитного, ни аномальногоэлектрического моментов.В разделе 2.3.4 на основе анализа массового оператора в слабыхполях ≪ , ≪ 0 (ϰ ≪ Λ) получено приближенное уравнениедля волновой функции майорановского нейтрино во внешнем поле:{} − ∗ + 1 ˜ + 2 ˜ ˜ () = 0,(7)где20,1 =4 12 ≃ln Λ,9 ∗9[]12≃ 1 + 2 ( ) .4Как видно из (7), майорановское нейтрино, в отличие от дираковского, имеет только анапольный момент, величина которого в два разабольше, чем у дираковского нейтрино.Глава 3 посвящена исследованию конкретных свойств дираковского и майорановского нейтрино на основе уравнений (5) и (7).В разделе 3.1 получены точные решения этих уравнений в случае постоянного однородного магнитного поля.

Показано, что решенияуравнений (и сами уравнения) не являются инвариантными относительно зарядового сопряжения, они инвариантны только относительнокомбинированной CP-инверсии, что связано с наличием у обоих типовнейтрино анапольных моментов.В разделе 3.2 получены энергетические спектры (законы дисперсии) для обоих типов массивных нейтрино в магнитном поле:22 = 20 − 1 ⊥ ,()= 20 − 22 − 12 2 2⊥ + 2 2 2 ,(8)(9)где 20 = 2 + p2 – закон дисперсии для свободного нейтрино, 2⊥ == 2 − 2 , а квантовое число = ±1 соответствует ориентации спинанейтрино вдоль или против направления магнитного поля H. Энергиямайорановского нейтрино (9) зависит от напряженности магнитногополя, но, в отличие от (8), не зависит от ориентации спина частицы.В разделе 3.3 на основе уравнения (5) исследуется излучение аномального магнитного момента дираковского нейтрино в однородноммагнитном поле (спиновый свет нейтрино в магнитном поле).Электромагнитное излучение разрешено законом дисперсии (8) иобусловлено квантовыми переходами нейтрино между состояниями сразличной ориентацией спина ( = ±1).

Вычислена мощность излучения (раздел 3.3.2), исследованы его поляризационные характеристики (раздел 3.3.3). Указывается, что излучение майорановскогонейтрино запрещено законом дисперсии (9).Раздел 3.4 посвящен изучению поведения продольной поляризации спина дираковского нейтрино в однородном магнитном поле. Придвижении нейтрино в направлении, перпендикулярном к полю, продольная поляризация прецессирует с периодом = /0 , при движении же вдоль поля, она сохраняется, совпадая с поперечной.

Расчеты, проведенные в разделах 3.3 и 3.4, показывают, что рассмотренныев них эффекты происходят только за счет магнитного момента, и по10этому отсутствуют в случае майорановского нейтрино.В разделе 3.5 исследуется рассеяние дираковского и майорановского нейтрино в неоднородном магнитном поле. Рассматривается задача о прохождении нейтринного пучка из вакуума в область, занятуюполем.

Характеристики

Список файлов диссертации