Автореферат (1104028), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Условия полного перехода электронных нейтрино в мюонные.2) Точные решения уравнений Дирака, описывающие нейтрино с нетривиальными электромагнитными свойствами в экстремальных внешнихусловиях (во внешнем электромагнитном поле и плотной среде). Два новых спиновых оператора.3) Эффект пространственного разделения потоков релятивистских нейтрино по энергиям и типу нейтрино после прохождения сквозь вращающуюся замагниченную материю.4) Механизм электромагнитного излучения миллизаряженного нейтрино вплотной неоднородной вращающейся и замагниченной среде (“свет миллизаряженного нейтрино”).5) Механизм изменения скорости вращения звезд за счет нейтринного излучения (“нейтринный механизм вращения звезд”). Оценка параметровнейтринного потока и внешних условий, необходимых для примененияданного механизма в качестве механизма возникновения глитчей и “антиглитчей” пульсаров.6) Новое астрофизическое ограничение на миллизаряд нейтрино.Степень достоверности и апробация результатов диссертационнойработыРезультаты диссертационной работы являются обоснованными и достоверными, так как получены с помощью строгих методов теоретической физикии в частных случаях воспроизводят результаты, полученные ранее другимиавторами.
Также все научные результаты, вошедшие в диссертацию, докладывались на следующих ведущих отечественных и мировых конференцияхпо тематике исследования:1) Научная конференция “Ломоносовские чтения” (2010);2) International Pontecorvo Neutrino Physics School (Alushta, Crimea, Ukraine,2012);3) 25ℎ International Conference in Neutrino Physics and Astrophysics — Neutrino2012 (Kyoto, Japan, 2012);64) 25ℎ Rencontres de Blois “Particle Physics and Cosmology” (Blois, France,2013);5) The 2013 European Physical Society Conference on High Energy Physics(Stockholm, Sweden, 2013);6) Pontecorvo100 - Symposium in honour of Bruno Pontecorvo for the centennialof the birth (Pisa, Italy, 2013).Структура и объем диссертационной работыДиссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, двух приложений и списка литературы.
Объем диссертации - 111 страниц, включая 5рисунков и 1 таблицу. Список литературы состоит из 162 наименований.ПубликацииВ диссертации приведены результаты, полученные непосредственно автором или при его активном участии. Результаты диссертации опубликованы в6 работах, в том числе в 3 статьях в научных журналах из списка ВАК.Основное содержание работыВо введении обоснована актуальность темы диссертационной работы,описана степень разработанности темы исследований, определены цели и задачи диссертационной работы, описана научная новизна и теоретическая ипрактическая значимость диссертационной работы, сформулированы положения, выносимые на защиту, а также описаны степень достоверности и апробация полученнных результатов.Первая глава носит вводный характер и посвящена описанию основныхэтапов развития физики нейтрино, включая современный статус данного направления фундаментальной науки.
В частности, приведена история совместного развития физики нейтрино и Стандартной модели, подробно описаноявление осцилляций нейтрино, а также дано введение в электромагнитныесвойства нейтрино. В последующих трех главах приведены оригинальные результаты диссертации.Во второй главе описываются флейворные осцилляций нейтрино в среде, движущейся с ускорением. В частности, описывается двухкомпонентнаятеория осцилляций с участием электронных и мюонных нейтрино.Согласно современным представлениям флейворный и физический базисы7нейтрино связаны преобразованием(︂)︂ (︂)︂ (︂)︂cos sin 1=,− sin cos 2где элементы матрицы смешивания определяются вакуумным углом смешивания . При этом, истинными массами 1,2 обладают только физическиенейтрино 1,2 .
Как известно, вероятность осцилляций нейтрино в вакуумеимеет вид → () = sin2 2 sin2,где длина осцилляций = 2Δ и - пройденное нейтрино расстояние. Также2введено обозначение Δ = 2 , где 2 = 22 − 21 и - энергия нейтрино.Картина осцилляций в присутствии материальной среды меняется. Общийвид выражения для вероятности осцилляций сохраняется, где производятсязамена вакуумных значений угла смешивания и длины осцилляций на соответствующие значения в среде → и → . Наиболее известными значимым результатом теории флейворных осцилляций нейтрино в средеявляется предсказание резонансного усиления амплитуды осцилляций припрохождении потока нейтрино сквозь область материи с определенной концентрацией электронов среды, которое возникает при выполнении условия√2 2 = 2 cos 2,где - концентрация электронов среды, - константа Ферми.
Рассмотрение данного эффекта (эффекта Михеева-Смирнова-Вольфенштейна) приописании осцилляций нейтрино, идущих от Солнца, позволяет решить проблему солнечных нейтрино. Впоследствии данное условие было обобщено наслучай движения релятивистской среды с постоянной скоростью 0√1 − 02 2 √︀= 2 cos 2,21 − 0где и 0 - скорости движения нейтрино и среды соответственно. Такжедругими авторами рассматривались эффекты, связанные с неоднородностьюи поляризацией среды.Новым результатом, представленным в диссертации, является описаниефлейворных осцилляций нейтрино в неполяризованной релятивистской среде, движущейся с ускорением.
В адиабатическом приближении определенывероятность и условие резонанса осцилляций. В частности, эффективныйугол смешивания и эффективная длина осцилляций нейтрино в среде, движущейся с ускорением, определены в виде2sin2=(Δ cos 2 −√Δ2 sin2 22 ())2 + (Δ sin 2)28и2, = √︁√22(Δ cos 2 − 2 ()) + (Δ sin 2)где введена эффективная плотность электронов среды∫︁ 1 − (′ ) cos ′√︀ () = . 01 − 2 (′ )При этом, если среда не является однородной, то функцию = (), описывающую профиль электронной плотности, необходимо поместить под знакинтеграла.Из явного вида полученных выражений следует, что условие резонансаопределяется соотношением√2 2 () = 2 cos 2.Данное условие резонанса является наиболее общим и в частных случаяхвоспроизводит результаты, полученные ранее другими авторами.Условие резонанса зависит от расстояния, пройденного нейтрино внутрирелятивистской среды.
В частности, если эффективная концентрация электронов () является монотонной функцией от , то резонанс может бытьдостигнут только в одной точке 0 .Далее рассмотрен частный случай полученных результатов, описывающийфлейворные осцилляции нейтрино в релятивистской среде, движущейся спостоянным ускорением. Зависимость скорости движения частиц среды отпройденного расстояния0 0 + () = √︀.1 + (0 0 + )2позволяет найти в явном виде выражение для эффективной электроннойплотности}︃{︃ + ()()−+ln0 00 +0− ( () + 0 ) cos , () =2 () − 0где использованы обозначения () = () и = (1 − 2 )−1/2 .
Движение среды значительно изменяет эффективную резонансную плотность. Вчастности, в случае встречного движения потока нейтрино и частиц средыэффективная электронная резонансная плотность увеличивается, в то времякак в случае их попутного движения - уменьшается.Выражение для эффективной плотности электронов при движении средыс постоянным ускорением значительно упрощается в ультрарелятивистском9( ≫ 1) и нерелятивистском ( ≪ 1) приближениях. В частности, получены следующие выражения⎧(4)−1 ,( ≫ 1, = 0),⎪⎪⎪ ⎨ sin2 ,( ≫ 1, ̸= 0),=2⎪ ⎪⎪⎩ 1 − cos ,( ≪ 1),2из которых видно, что в случае движения потока нейтрино и частиц средыв одном направлении вклад слабых взаимодействий нейтрино с частицамисреды значительно подавляется фактором 4 ≫ 1.В конце главы обсуждаются возможные астрофизические приложения полученных результатов.
В частности, полученные результаты необходимо учитывать при моделировании потоков нейтрино от астрофизических источников, для которых характерно присутствие движущейся материи. На основеполученных результатов при анализе экспериментальных данных по изучению астрофизических источников нейтрино можно получить дополнительную информацию как о структуре самих астрофизических объектов, так и опараметрах нейтринного потока.Третья глава посвящена теоретическому описанию квантовых состояниймиллизаряженного нейтрино с аномальным магнитным моментом в плотнойсреде и внешнем магнитном поле на основе метода точных решений модифицированных уравнений Дирака.
Вначале описывается лагранжиан модели идается введение в метод точных решений, на основе которого находятся решения уравнений Дирака. Затем в деталях описывается процесс построенияновых точных решений уравнений Дирака.В наиболее общем виде модифицированное уравнение Дирака, описывающее миллизаряженное нейтрино с аномальным магнитным моментом в плотной среде и внешнем магнитным поле имеет вид{︂}︂11 ^ − (1 + 5 ) − − Ψ() = 0,22где , и - миллизаряд, аномальный магнитный момент и масса нейтриносоответственно.
Не теряя общности, рассматриваются нейтрино с отрицательным миллизарядом = −0 (0 - модуль миллизаряда нейтрино). При этом,оператор обобщенного импульса имеет вид ^ = ^ +0 . Следует отметить,что в отдельных частных случаях данное уравнение уже было решено.В диссертации рассмотрены новые сочетания внешних условий и нетривиальных свойств нейтрино, для которых точные решения уравнений Диракаранее не были найдены. Вначале описываются квантовые состояния миллизаряженного нейтрино с аномальным магнитным моментом в покоящейся и10неполяризованной плотной среде и постоянном и однородном внешнем магнитном поле. В этом случае = (1, 0, 0, 0) и = ( - концентрациячастиц среды).Для описания спиновых свойств решения предложен новый спиновый оператор, который является взвешенной суперпозицией операторов поперечнойи продольной поляризации^ = ^ cos − ^ sin ,.sin = √︀()2 + (2)2Новый угол определяется концентрацией частиц среды , величиной магнитного поля и аномальным магнитным моментом нейтрино .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
