Диссертация (1097698)

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

Текст из файла

московский физико-технический институт(государственный университет)На правах рукописиТЕРНОВ Алексей ИгоревичМАССИВНЫЕ НЕЙТРИНО ВО ВНЕШНИХПОЛЯХ И В ПЛОТНЫХ СРЕДАХ01.04.02 – теоретическая физикаДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степени докторафизико-математических наукДолгопрудный — 2014ОглавлениеОбщая характеристика работы . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .6Глава 1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.1. Масса нейтрино . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.2. Электромагнитные свойства нейтрино . . . . . . . . . . . . .

. .1.2.1. Электромагнитные форм-факторы нейтрино . . . . . . .1.2.2. Теоретическое вычисление форм-факторов . . . . . . . .1.3. Учет влияния внешнего поля и конечной плотности среды . . .1.3.1. Введение внешнего поля . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.3.2. Учет конечной плотности вещества . . . . .

. . . . . . . .1212293139505057Глава 2. Радиационные поправки к массе нейтрино вовнешнем поле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1. Лагранжиан модели Вайнберга–Салама–Глэшоу . . . . . . . . .2.2. Массовый оператор дираковского нейтрино . .

. . . . . . . . . .2.2.1. Общее выражение для массового оператораво внешнем поле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.2.2. Радиационные поправки к массе дираковского нейтрино2.2.3. Аномальный магнитный момент во внешнем поле . . . .2.2.4. Уравнение для волновой функции дираковскогонейтрино в слабом внешнем поле . . . . . .

. . . . . . . .2.3. Массовый оператор майорановского нейтрино . . . . . . . . . .2.3.1. Майорановское нейтрино . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.3.2. Майорановская масса нейтрино в Стандартной модели .2.3.3. Массовый оператор майорановского нейтрино вовнешнем поле. Радиационные поправки к массе . .

. . .2.3.4. Уравнение для волновой функции майорановскогонейтрино в слабом внешнем поле . . . . . . . . . . . . . .6161636466687276768184873Глава 3. Движение и излучение массивных нейтриново внешнем поле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.1. Волновые функции массивных нейтрино в магнитном поле . . .3.1.1. Волновая функция майорановского нейтрино . . . .

. . .3.1.2. Волновая функция дираковского нейтрино . . . . . . . .3.2. Спектр энергии массивных нейтрино в однородноммагнитном поле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.3. Излучение аномального магнитного момента дираковскогонейтрино в магнитном поле . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .3.3.1. Спиновый свет нейтрино в магнитном поле . . . . . . . .3.3.2. Вероятность и мощность излучения . . . . . . . . . . . .3.4. Прецессия спина дираковского нейтрино в магнитном поле . . .3.4.1. Формула для прецессии спина . . . . . . . . . . . . . . .3.4.2. Выводы и численные оценки . . . . . . . . . . . . . . . .3.5. Рассеяние массивных нейтрино в неоднородноммагнитном поле . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.5.1. Рассеяние майорановского нейтрино . . . . . . . . . . . .3.5.2. Рассеяние дираковского нейтринои сравнение результатов . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.6. Отклонение нейтрино слабонеоднородным внешним полем . . .3.6.1. Движение массивных нейтрино в слабонеоднородноммагнитном поле в квазиклассическом приближении . .

.3.6.2. Анализ полученных результатов.Возможные астрофизические эффекты . . . . . . . . . .9191929395969697100101102104104108111111113Глава 4. Влияние внешнего поля на реакции с участиемнейтрино, запрещенные в вакууме . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1154.1. Приближение скрещенного поля . . .

. . . . . . . . . . . . . . . 1154.2. Распад → + + − во внешнем поле . . . . . . . . . . . . . . 1174.2.1. Вероятность распада . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1174.2.2. Обсуждение результатов и выводы . . . . . . . . . . . . . 1194.3. Рождение электрон-позитронных пар нейтриново внешнем поле . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . 1214.3.1. Общее выражение для вероятности рождения пар . . . . 12244.3.2. Вероятность рождения пар в контактном приближении . 1254.3.3. Выход за рамки контактного приближения . . . . . . . . 1274.3.4. Обсуждение результатов и выводы .

. . . . . . . . . . . . 128Глава 5. Радиационный распад нейтрино в замагниченномэлектронном газе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1325.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1325.2. Вероятность радиационного распада нейтрино . .

. . . . . . . . 1385.3. Предельные случаи и обсуждение результатов . . . . . . . . . . 1465.3.1. Полевой вклад в полную вероятность распада . . . . . . 1465.3.2. Вклад среды в полную вероятность распада . . . . . . . 1465.3.3. Сравнение результатов в поле и в среде . . . . . . . . . . 1475.3.4. Плазменная частота . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . 1495.4. Радиационный распад стерильных нейтринов замагниченном электронном газе . . . . . . . . . . . . . . . . . 1515.5. Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153Глава 6. Спиновый свет нейтрино в среде . . . . .

. . . . . . . . 1546.1. Когерентное взаимодействие нейтрино с частицами среды . . . 1556.2. Уравнение Дирака для нейтрино в среде . . . . . . . . . . . . . 1596.2.1. Уравнение для дираковского нейтрино . . . . . . . . . . . 1596.2.2. Квантовые состояния дираковского нейтрино в среде . . 1656.2.3. Уравнение для майорановского нейтрино . . . . . . . . . 1716.3. Квантовая теория спинового света нейтрино в среде .

. . . . . . 1766.3.1. Вероятность и мощность излучения . . . . . . . . . . . . 1766.3.2. Поляризационные свойства излучения . . . . . . . . . . . 1856.3.3. Зависимость свойств излучения от ароматаизлучающего нейтрино и состава среды . . . . . . . . . . 1886.3.4. Учет дисперсии излученных фотонов . . . . .

. . . . . . 1926.4. Возможные реализации процесса спинового светанейтрино в астрофизике . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2066.4.1. Нейтронные звезды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2066.4.2. Сверхновые . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2106.4.3. Реликтовые нейтрино . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . 21756.4.4. Заключительные замечания . . . . . . . . . . . . . . . . . 2246.5. Выводы. Свойства спинового света нейтрино . . . . . . . . . . . 226Глава 7. Физические явления, родственныеспиновому свету нейтрино в среде . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2287.1. Спиновый свет электрона в среде . . . . . . . . .

. . . . . . . . . 2287.1.1. Постановка задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2287.1.2. Вероятность и мощность излучения . . . . . . . . . . . . 2307.1.3. Поляризационные свойства излучения . . . . . . . . . . . 2347.1.4. Заключительные замечания . .

. . . . . . . . . . . . . . . 2387.2. Спиновый свет в радиационном распаде массивного нейтрино . 2407.2.1. Постановка задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2407.2.2. Вероятность процесса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2437.2.3. Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247Заключение .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250Благодарности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254Приложение А. Основные обозначения и важные формулы . . 255А.1. Основные обозначения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

255А.2. Матрицы Дирака и спиноры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256Приложение Б. Релятивистски-ковариантные операторыполяризации спина . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258Б.1. Операторы для свободной частицы . . . . . . . . . . . . . . . . . 258Б.2. Операторы для заряженной частицы во внешнем поле . .

. . . . 259Приложение В. Частоты плазмонов спинового света нейтрино 260Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263Общая характеристика работыАктуальность темыВ диссертации исследуется круг вопросов, связанных с движением, излучением и распадами массивных нейтрино в интенсивном внешнем электромагнитном поле и в плотной среде.Нейтрино являются наиболее многочисленными частицами во Вселенной– на каждый протон и электрон приходится в среднем около 109 нейтрино.Нейтрино играют фундаментальную роль в физике элементарных частиц,астрофизике и космологии.

Последнее десятилетие ознаменовалось многимиважными открытиями в области физики элементарных частиц и, в частности,в физике нейтрино. Недавние наблюдения осцилляций нейтрино в несколькихэкспериментах уверенно подтверждают как существование масс у нейтрино,так и наличие смешивания в нейтринном секторе теории электрослабых взаимодействий. Тем не менее, в современной нейтринной физике еще существуютнерешенные проблемы, требующие дальнейшего исследования (абсолютныймасштаб масс нейтрино, природа массы нейтрино – дираковская или майорановская, возможные электромагнитные свойства нейтрино).В последнее время существенно улучшилась точность и информативностьастрофизических наблюдений, что связано, в частности, с введением в эксплуатацию подземных и подводных нейтринных телескопов нового поколения(IceQube, NEMO).

Недавно детектором IceCube были зарегистрированы нейтрино внеземного происхождения с энергией ≃ 1015 эВ, и это свидетельствует о начале новой эры в нейтринной астрономии – эры сверхвысоких энергий.В реальных астрофизических условиях распространение, излучение и поглощение нейтрино может происходить в сильных электромагнитных поляхи в плотных средах, а часто – в присутствии сильного поля и плотной средыодновременно. Например, в нейтронных звездах, согласно современным представлениям, плотность вещества может изменяться от 1030 см−3 до 1039 см−3 ,а напряженность магнитного поля достигает значений 1012 −1014 Гс.7В связи с вышеизложенным, особую актуальность приобретает построениетеории, описывающей физические процессы с участием массивных нейтрино, происходящие в присутствии сильных электромагнитных полей, а такжеплотной среды.Цель диссертационной работыЦель работы состоит в теоретическом исследовании взаимодействия массивных нейтрино с интенсивным внешним электромагнитным полем и с плотной средой в рамках теории электрослабых взаимодействий Вайнберга–Салама–Глэшоу с учетом дираковской и майорановской массы нейтрино.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации