Диссертация (1097698), страница 10

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

Текст из файла (страница 10)

Заметим, что данные результаты не совпадают с результатами, приведенными в [180] и в [197]. Следовательно, ставить точку в вопросевычисления анапольного момента нейтрино пока еще преждевременно.464. Аномальный магнитный моментПервые вычисления аномального магнитного момента (АММ) дираковского массивного нейтрино были проведены в рамках минимально расширенной Стандартной модели в работах [122, 199, 200] и привели к следующемуклассическому результату:( )3 −19√ = =≃ 3,2 ⋅ 10 .(1.35)21 эВ8 2Подчеркнем, что магнитный момент = характеризует состояние нейтрино с определенной массой , таким образом, это – диагональный магнитный момент.

Как видно из (1.35), он пропорционален массе соответствующегонейтрино, и, следовательно, исчезает в пределе → 0.Расчеты, проведенные при тех же предположениях, что и в (1.35), даютследующие выражения для переходных ( → ) магнитного и электрического дипольных моментов дираковского массивного нейтрино [90, 201, 202]:})2(∑3,(1.36)≃− √( ± ) ∗232 2=,,где – унитарная матрица смешивания нейтрино, и – массы -бозона и заряженных лептонов ( = , , ), предполагается, что ≪ , суммирование производится по всем заряженным лептонам. Численные оценкипереходных моментов, проведенные по формуле (1.36), дают [19, 105]}]) [∑ ( )2(±≃ −3,96 ⋅ 10−23∗ ,(1.37)1 эВгде – масса -лептона ( ≃ 1,78 ГэВ, см. [7]).Как уже говорилось выше (см.

раздел 1.2.1) майорановские нейтрино также могут обладать переходными магнитными и электрическими дипольнымимоментами. В предположении CP-инвариантности теории переходные моменты майорановских и дираковских нейтрино оказываются связанными простыми соотношениями1) [90, 105, 202]. Если CP-четности состояний майорановских нейтрино и одинаковы, то = 01)и = 2 ,(1.38)Здесь мы пренебрегаем вкладами диаграмм, отражающих специфику скалярного сектора теорий смайорановскими нейтрино, см. [105] и раздел 2.3.2 диссертации.47а если CP-четности состояний и противоположны, то = 2и = 0,(1.39)причем переходные моменты и определяются выражением (1.36).Даже беглый взгляд на теоретические предсказания (1.35)–(1.37), которые дает минимально расширенная Стандартная модель для магнитных моментов нейтрино, показывает наличие большого «разрыва» в несколько порядков величин между теоретическими данными и современными экспериментальными ограничениями, которые обсуждались выше в разделе 1.2.1.Следует отметить, что экспериментальные исследования магнитных моментов нейтрино всегда сопровождались надеждой ученых на то, в природе вдействительности реализуется одно из направлений «Новой физики», которое окажется способным предсказать гораздо бóльшие значения магнитныхмоментов, чем Стандартная модель, и тем самым приблизить теоретическиепредсказания к существующим экспериментальным ограничениям.Одними из наиболее важных обобщений Стандартной модели электрослабых взаимодействий являются лево-право-симметричные теории, основывающиеся на калибровочной группе SU(2)L ⊗ SU(2)R ⊗ U(1).

Магнитныймомент дираковского нейтрино (без учета смешивания в лептонном секторе),вычисленный в рамках таких моделей, имеет вид [201, 203])()}{ (21213 1 − 2sin 2 + 1 + 2,(1.40) = √2422 2 2где – (малый) угол смешивания - и -бозонов:1 = cos − sin ,2 = sin + cos .Важной отличительной чертой выражения (1.40) является наличие первогослагаемого, пропорционального массе заряженного лептона , причем еговклад может превысить вклад второго слагаемого, пропорционального малоймассе нейтрино [105].Переходя к численным оценкам магнитных моментов в рамках лево-правосимметричные теорий, следует иметь в виду, что они могут сильно зависетькак от констант, входящих в выражение (1.40) (значений масс промежуточных бозонов, угла их смешивания), так и от общей структуры самих теорий.48В частности, если в ранних работах [203, 204] утверждалось, что максимальное значение АММ электронного нейтрино в данных моделях находитсяна уровне ≲ (1,7−2,6)⋅10−14 (существенно превышающем данные Стандартной модели), то в относительно недавнем исследовании [205] содержитсягораздо более пессимистичная1) оценка ≲ 2,0 ⋅ 10−22 (ср.

с (1.35)). Темне менее, как указывается в той же работе [205], лево-право-симметричныетеории предсказывают большие значения переходных магнитных моментовдля майорановских нейтрино:−11 . ≃ (0,7−6,4) ⋅ 10Эти оценки значительно превышают результаты, полученные в рамках Стандартной модели, см. (1.37), (1.39).Еще одним популярным обобщением Стандартной модели являются суперсимметричные теории: Минимальная Суперсимметричная СтандартнаяМодель (МССМ) и различные ее расширения. Заметим, что в ранних расчетах магнитных моментов, выполненных в рамках МССМ, были полученырезультаты, не превосходящие соответствующие предсказания Стандартноймодели [207]. В более поздних работах, где диагональные и переходные магнитные моменты нейтрино вычислялись на основе различных расширенийМССМ (например, в рамках моделей с дополнительной горизонтальной симметрией [208, 209], со смешиванием левых и правых слептонов [210], с нарушением -четности [211,212], с дополнительным лептонным поколением [213]и др.), были получены значения магнитных моментов, существенно превосходящие величины, предсказываемые Стандартной моделью.Приведем некоторые оценки, имеющиеся в работах [208–213].

Например,для диагональных магнитных моментов дираковских нейтрино получены следующие числовые значения (далее = , , ): ≃ (1,2−7,5) ⋅ 10−12 ,[210], ≃ (10−11 −10−14 ) ,[213].(1.41)Для переходных магнитных моментов нейтрино имеются следующие оценки:1)−10 , ≃ 0,5 ⋅ 10[208],−11 , ≃ 0,5 ⋅ 10[209],(1.42)В некоторых обобщениях данных теорий магнитные моменты могут принимать и бóльшие значения.Например, в лево-право-суперсимметричной модели [206] ≃ (5,3 ⋅ 10−15 −1,0 ⋅ 10−16 ) .49а также−12 , ′ ≃ (1,2−7,5) ⋅ 10[210],−12−10−13 ) , ≃ (10[211],(1.43)−15−10−17 ) ,[212].

′ ≃ (10Значения диагональных и переходных магнитных моментов нейтрино,превышающие предсказания Стандартной модели, можно получить такжеи в рамках других ее расширений, основанных, например, на привлечениидополнительных измерений [214, 215], новых групп симметрий [216] и т. д.Обзор этих теорий можно найти в [105].Мы уже упоминали выше (см. с. 30), что наличие диагонального магнитного момента у дираковского нейтрино может привести к перевороту его спиральности при движении нейтрино в магнитном поле.

Данный эффект былиспользован для объяснения «загадки» солнечных нейтрино [120, 121] (механизм Волошина–Высоцкого–Окуня). Для реализации этого механизма требовалось значение магнитного момента, существенно превышающее предсказания Стандартной модели (см. формулу (1.18)), и поэтому в 80–90е годы былоразработано немало теорий, расширяющих Стандартную модель и обеспечивающих требуемое значение магнитного момента (см., например, [217, 218]).Наличие у нейтрино недиагональных (переходных) моментов может привести к перевороту спиральности нейтрино в магнитном поле, который будетсопровождаться изменением аромата нейтрино.

Данный эффект, имеющийместо как для дираковских, так и для майорановских нейтрино, получилназвание «спин-флейворных осцилляций» и был впервые рассмотрен в [162].Позже Е. Х. Ахмедовым [219,220] и независимо Ч. Лимом и В. Марчиано [221]был установлен эффект резонансного усиления спин-флейворных осцилляций нейтрино в среде (аналог эффекта МСВ для флейворных осцилляцийнейтрино). Подробный обзор этих явлений можно найти в [105].Заканчивая данный раздел, необходимо остановиться еще на одном вопросе. Дело в том, что электромагнитные свойства нейтрино могут существенноизмениться при помещении нейтрино в плазму или какую-либо другую диспергирующую среду, причем модификации подвергается электромагнитнаявершина нейтрино (1.21) [222, 223] (см. также обзор [224] и цитированнуюв нем литературу). В таких средах нейтрино может приобрести, например,наведенный электрический заряд (за счет поляризации среды) [225, 226], а50также, возможно, и другие индуцированные средой мультипольные моменты [224].Величина наведенного заряда нейтрино оказывается относительно небольшой: в плазме металлов (при плотности электронов ∼ 1023 см−3 ) зарядимеет порядок ∼ 10−16 , а при электронных плотностях, характерных[]для внутренних областей нейтронной звезды ( ∼ 1036 −1037 см−3 ), заряд()нейтрино ∼ 10−9 −10−8 .

Характеристики

Список файлов диссертации