Спонтанные и индуцированные непертурбативные процессы во внешних полях (1104886)
Текст из файла
Ìîñêîâñêèé îñóäàðñòâåííûé Óíèâåðñèòåò èìåíè Ì.Â. ËîìîíîñîâàÍà ïðàâàõ ðóêîïèñèÌÎÍÈÍ ÀËÅÊÑÀÍÄ ÊÎÍÑÒÀÍÒÈÍÎÂÈ×ÑÏÎÍÒÀÍÍÛÅ È ÈÍÄÓÖÈÎÂÀÍÍÛÅÍÅÏÅÒÓÁÀÒÈÂÍÛÅ ÏÎÖÅÑÑÛ ÂÎ ÂÍÅØÍÈÕÏÎËßÕÑïåöèàëüíîñòü 01.04.02 òåîðåòè÷åñêàÿ èçèêàÀÂÒÎÅÔÅÀÒäèññåðòàöèè íà ñîèñêàíèå ó÷¼íîé ñòåïåíèêàíäèäàòà èçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóêÌÎÑÊÂÀ 2008àáîòà âûïîëíåíà íà êaåäðå êâàíòîâîé ñòàòèñòèêè è òåîðèè ïîëÿèçè÷åñêîãî àêóëüòåòà Ìîñêîâñêîãî îñóäàðñòâåííîãî Óíèâåðñèòåòàèìåíè Ì.Â.Ëîìîíîñîâàäîêòîð èçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê,Íàó÷íûé ðóêîâîäèòåëü:Áîðèñ Èîñèîâè÷ ÑàäîâíèêîâÎèöèàëüíûå îïïîíåíòû:äîêòîð èçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê,Íèêèòà Îâàíåñîâè÷ Àãàñÿíäîêòîð èçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê,Âëàäèìèð ×åñëàâîâè÷ ÆóêîâñêèéÂåäóùàÿ îðãàíèçàöèÿ:Ìàòåìàòè÷åñêèé Èíñòèòóòèìåíè Â.À. ÑòåêëîâàÇàùèòàñîñòîèòñÿçàñåäàíèè18 äåêàáðÿ 2008 ãîäàäèññåðòàöèîííîãîñîâåòàâ15÷àñîâÄ 501.002.1030ïðèìèíóòíàÌîñêîâñêîìîñóäàðñòâåííîì Óíèâåðñèòåòå èì.
Ì. Â. Ëîìîíîñîâà ïî àäðåñó 119991,ã.Ìîñêâà,ÑÏ-1,Ëåíèíñêèåãîðû,ä.1,ñòð.2,ÌÓ,èçè÷åñêèéàêóëüòåò, àóä. ÑÔÀÀâòîðååðàò ðàçîñëàí 12 íîÿáðÿ 2008 ãîäàÓ÷¼íûé ñåêðåòàðüäèññåðòàöèîííîãî ñîâåòà Ä 501.002.10äîêòîð èçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê2Þ.Â. ðàöÎáùàÿ õàðàêòåðèñòèêà ðàáîòûÀêòóàëüíîñòü òåìû êâàíòîâîé òåîðèè ïîëÿ âîçìîæíû íåñêîëüêî ïîäõîäîâ.
Îäèí èç íèõ- âû÷èñëåíèå åéíìàíîâñêèõ äèàãðàìì, ÷òî ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íå ÷òîèíîå, êàê ðàçëîæåíèå â ðÿä ïî êîíñòàíòå ñâÿçè, òàê íàçûâàåìîå, ïåðòóðáàòèâíîå âû÷èñëåíèå. Íî íå èñêëþ÷åíà ñèòóàöèÿ, êîãäà ïîäîáíîåâû÷èñëåíèå íåïðèìåíèìî, ëèáî îíî íå äî êîíöà îïèñûâàåò ÿâëåíèå. Âáîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ èìåííî òàê è ïðîèñõîäèò â ÊÕÄ, ãäå êîíñòàíòàñâÿçè ïðè ðîñòå ýíåðãèè äîñòàòî÷íî äîëãî îñòà¼òñÿ áîëüøîé.
Ïðèìåðûíåïðèìåíèìîñòè ïåðòóðáàòèâíîãî ðàçëîæåíèÿ âîçíèêàþò íå òîëüêî âêâàíòîâîé òåîðèè ïîëÿ, âåäü äàæå óæå â êâàíòîâîé ìåõàíèêå ìîæíîíàáëþäàòü ñèòóàöèè, â êîòîðûõ ðàçëîæåíèå ïî ìàëîìó ïàðàìåòðó íåäàåò ïîëíîãî îòâåòà. Ïîýòîìó íåîáõîäèìî ïðèìåíÿòü, òàê íàçûâàåìûå,íåïåðòóðáàòèâíûå ìåòîäû. Òàêèå ìåòîäû ïîçâîëÿþò âû÷èñëÿòü âåëè÷èíû, çàâåäîìî íåäîñòóïíûå ñ òî÷êè çðåíèÿ òåîðèè âîçìóùåíèé. Ïðèìåðàìè òîãî, êàê íåïåðòóðáàòèâíûå ìåòîäû äàþò ðåçóëüòàò, ÿâëÿþòñÿòóííåëüíûå ïðîöåññû è èõ îáîáùåíèÿ. Òóííåëüíûå íåïåðòóðáàòèâíûåïðîöåññû, ÿâëÿþòñÿ î÷åíü èíòåðåñíûìè èçè÷åñêèìè ÿâëåíèÿìè. Îíèâñòðå÷àþòñÿ óæå â êâàíòîâîé ìåõàíèêå, ãäå îáóñëàâëèâàþò ðàñùåïëåíèåóðîâíåé ýíåðãèè.
 êâàíòîâîé òåîðèè ïîëÿ òàêæå ñóùåñòâóþò ïðèìåðû òóííåëüíûõ ïðîöåññîâ, íàïðèìåð, ðîæäåíèå ïàð âî âíåøíèõ ïîëÿõ,ðàñïàä ëîæíîãî âàêóóìà. Îòâåòû äëÿ âåðîÿòíîñòåé ïîäîáíûõ ïðîöåññîâíîñÿò ñóùåñòâåííî íåàíàëèòè÷åñêèé õàðàêòåð ïî êîíñòàíòå ñâÿçè, ò.å.íåâîçìîæíîñòü èõ ïîëó÷åíèÿ ïî òåîðèè âîçìóùåíèÿ î÷åâèäíà.Ïðîöåññ ñïîíòàííîãî ðàñïàäà ëîæíîãî âàêóóìà íà÷àë îáñóæäàòüñÿî÷åíü äàâíî, íî, íå ñìîòðÿ íà ýòî, äî ñèõ ïîð ïåðèîäè÷åñêè âîçíèêàþòâñ¼ íîâûå è íîâûå çàäà÷è, ñâÿçàííûå íàïðÿìóþ èëè êîñâåííî ñ ýòèì3ÿâëåíèåì. Âïåðâûå çàäà÷à îá îïðåäåëåíèè âåðîÿòíîñòè ðàñïàäà ëîæíîãî (ìåòàñòàáèëüíîãî) âàêóóìà áûëà ñîðìóëèðîâàíà è ðåøåíà ñ òî÷íîñòüþ äî ýêñïîíåíöèàëüíîé çàâèñèìîñòè Âîëîøèíûì, Êîáçàð¼âûì èÎêóíåì â 1974 ãîäó.
 äàëüíåéøåì ïîäîáíûå çàäà÷è âîçíèêàëè âî ìíîãèõ îáëàñòÿõ, êàê â êîíòåêñòå òåðìîäèíàìè÷åñêèõ, òàê è ÷èñòî êâàíòîâûõ ëóêòóàöèé, â êîñìîëîãèè, ïðè èçó÷åíèè ñâîéñòâ è ïîâåäåíèÿðàííåé Âñåëåííîé, â èçèêå êîíäåíñèðîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ, â èçèêå÷àñòèö ïðè èçó÷åíèè ñòàáèëüíîñòè âàêóóìà, êàê èíñòðóìåíò, ïðè ðàññìîòðåíèè íåïåðòóðáàòèâíûõ ÿâëåíèé â äèíàìèêå êâàíòîâûõ ïîëåé. Íàðÿäó ñî ñïîíòàííûì ïðîöåññîì, êîãäà íà÷àëüíûì ñîñòîÿíèåì ÿâëÿåòñÿ÷èñòûé ëîæíûé âàêóóì, ìîæíî ðàññìàòðèâàòü, òàê íàçûâàåìûå, èíäóöèðîâàííûå ïðîöåññû, êîãäà èñõîäíîe ñîñòîÿíèå âîçáóæäåíî íàä âàêóóìîì.
Íàïðèìåð, â èñõîäíîì ñîñòîÿíèè ìîæåò ïðèñóòñòâîâàòü îäíà èëèíåñêîëüêî ÷àñòèö. Àíàëîã èíäóöèðîâàííîãî ðàñïàäà â êâàíòîâîé ìåõàíèêå - ýòî ïîäáàðüåðíîå òóííåëèðîâàíèå ïðè íåíóëåâîé ýíåðãèè. Î÷åâèäíî, ÷òî âåðîÿòíîñòü òàêîãî ïðîöåññà áîëüøå. Íà ÿçûêå ïîëåé ìîæíîñêàçàòü, ÷òî ýíåðãèÿ ÷àñòèö ïåðåäà¼òñÿ ñòåïåíÿì ñâîáîäû, ñîîòâåòñòâóþùèì ðîæäåíèþ ïóçûðÿ, òàêèì îáðàçîì, ïðîöåññ ðàñïàäà ìîæåò áûòüóñêîðåí. Ìíîãèå ñïîñîáû êàòàëèçà ìîãóò áûòü ðàññìîòðåíû, íàïðèìåð,óñêîðåíèå ðàñïàäà èç-çà ïðèñóòñòâèÿ â íà÷àëüíîì ñîñòîÿíèè âîçáóæäåíèÿ (÷àñòèöû), èëè ðàñïàä ëîæíîãî âàêóóìà ïðè êîíå÷íîé òåìïåðàòóðå.Äðóãèì êëàññîì íåïåðòóðáàòèâíûõ ïðîöåññîâ ÿâëÿþòñÿ èíäóöèðîâàííûå è ñïîíòàííûå ïðîöåññû âî âíåøíèõ ïîëÿõ: òàêèå êàê ðîæäåíèåýëåêòðè÷åñêè (ìàãíèòíî) çàðÿæåííûõ ÷àñòèö âî âíåøíåì ýëåêòðè÷åñêîì (ìàãíèòíîì) ïîëå, ðîæäåíèå ñòðóí, ðàñïàä ñâÿçàííûõ ñîñòîÿíèéâî âíåøíåì ïîëå è ò.ä.
Øâèíãåðîì â ðàìêàõ ÊÝÄ åù¼ â 1951 ãîäó áûëïîëó÷åí îòâåò äëÿ âåðîÿòíîñòè ðîæäåíèÿ ýëåêòðîí-ïîçèòðîííîé ïàðûâî âíåøíåì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå. Ïîýòîìó âñå ïîäîáíûå ïðîöåññû íàçû-4âàþòñÿ øâèíãåðîâñêèìè. Ñóùåñòâóåò òåñíàÿ ñâÿçü ìåæäó ñïîíòàííûìðàñïàäîì ëîæíîãî âàêóóìà è øâèíãåðîâñêèì ðîæäåíèåì ïàð âî âíåøíåì ïîëå. Ôîðìàëüíî ýòè äâà ÿâëåíèÿ ýêâèâàëåíòíû âñòâèåScläëÿ êëàññè÷åñêîé êîíèãóðàöèèâûãëÿäèò êàêe+ e−1 + 1-ìåðèè.
Äåé-â Åâêëèäîâîì âðåìåíèconst1 (volume) − const2 (surface) . Àíàëîãè÷íîå ïîâåäåíèåòèïè÷íî äëÿ äåéñòâèÿ íà êëàññè÷åñêîì ïóçûðå â ïðèáëèæåíèè òîíêîéñòåíêè, êîòîðîå îïèñûâàåò ðàñïàä ëîæíîãî âàêóóìà. Ýòî óòâåðæäåíèåÿâëÿåòñÿ ñëåäñòâèåì åðìèîí áîçîííîé äóàëüíîñòè â1 + 1-ìåðèèèìîæåò ñëóæèòü ïîäñêàçêîé ê ëó÷øåìó ïîíèìàíèþ äâóõ âèäîâ ïðîöåññîâ. Âû÷èñëåíèå Ýéëåðà è åçåíáåðãà áûëî ïðîâåäåíî äëÿ ïîñòîÿííîãîïîëÿ. Äëÿ ãàðìîíè÷åñêîé ïëîñêîé âîëíû âû÷èñëåíèå áûëî âïåðâûå ñäåëàíî Øâèíãåðîì. Ìîæíî óáåäèòüñÿ, ÷òî òîæå ñàìîå âûðàæåíèå ñïðàâåäëèâî è äëÿ àäèàáàòè÷åñêè ìåíÿþùèõñÿ ïîëåé. Íàðîæíûé è Íèêèøîââû÷èñëèëè òî÷íî ýåêòèâíûé ëàãðàíæèàí â ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå, çàâèñÿùåì îò âðåìåíè, êàêE(t) ∼1.
Êâàçèêëàññè÷åñêèå ìåòîäûcosh2 (Ωt)áûëè ðàçâèòû äàëåå íà îñíîâå ÂÊÁ ïðèáëèæåíèÿ, à òàêæå íà îñíîâå,òàê íàçûâàåìûõ, èíñòàíòîíîâ. Íåêîòîðûå àâòîðû òàêæå ðàññìàòðèâàëèõîêèíãîâñêîå èçëó÷åíèå, êàê ïðîöåññ, ïîäîáíûé øâèíãåðîâñêîìó.Åñòåñòâåííûì ïðîäîëæåíèåì â äàííîé îáëàñòè ÿâëÿåòñÿ èçó÷åíèåïðîöåññîâ ðàñïàäà ÁÏÑ ñîñòîÿíèé âî âíåøíèõ ïîëÿõ. Êîíèãóðàöèè ïîëåé ñ ìàãíèòíûì çàðÿäîì âîçíèêàþò âî ìíîãèõ ñïîíòàííî íàðóøåííûõíåàáåëåâûõ êàëèáðîâî÷íûõ òåîðèÿõ. Òàêèå êîíèãóðàöèè íàçûâàþòñÿìàãíèòíûìè ìîíîïîëÿìè.
Ìàññàñâÿçè, à ðàçìåð ïðîïîðöèîíàëåíM∼ìîíîïîëÿ âåëèêà â ðåæèìå ñëàáîé1αM . Òåì ñàìûì ìàãíèòíûé ìîíîïîëüÿâëÿåòñÿ ñóùåñòâåííî êëàññè÷åñêèì îáúåêòîì. Èçó÷åíèå âñåâîçìîæíûõõàðàêòåðèñòèê ïîäîáíûõ îáúåêòîâ î÷åíü âàæíî äëÿ ïîíèìàíèÿ ñâîéñòâòåîðèé, â êîòîðûõ îíè ïðèñóòñòâóþò.Áûëîïðåäïîëîæåíî,÷òîòàêæå5êàêýëåêòðîí-ïîçèòðîííûåïà-ðûìîãóòðîæäàòüñÿâîâíåøíåìýëåêòðè÷åñêîìïîëå,ìîíîïîëü-àíòèìîíîïîëüíûå ïàðû ìîãóò ðîæäàòüñÿ âî âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå.Ñîîòâåòñòâåííî, èíòåðåñåí âîïðîñ î ðàñïàäå ìàãíèòíîãî ìîíîïîëÿ âîâíåøíåì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå íà äèîí è ýëåêòðè÷åñêè çàðÿæåííóþ ÷àñòèöó.Íàðóøåíèå çàêîíà ñîõðàíåíèÿ áàðèîííîãî ÷èñëà â ïðèñóòñòâèè ìàãíèòíîãî ìîíîïîëÿ, êâàíòîâàíèå çàðÿäà - ëèøü íå ìíîãèå ïðèìåðû áîãàòîé èçèêè ìîíîïîëåé.Îäíà èç ïðîáëåì, ñâÿçàííûõ ñ ìàãíèòíûìè ìîíîïîëÿìè, - ýòî îöåíêà êîíöåíòðàöèè ìîíîïîëåé âî Âñåëåííîé.
Îöåíî÷íûå ðåçóëüòàòû íàíåñêîëüêî ïîðÿäêîâ áîëüøå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ. Áûëî ïîêàçàíî, ÷òîíàøà Âñåëåííàÿ äîëæíà ñîäåðæàòü îòíîñèòåëüíî áîëüøîå ÷èñëî ìîíîïîëåé 'ò Õîîòà Ïîëÿêîâà ìàññîéM ∼ MW /α ∼ 104ý (íà 10 ïî-ðÿäêîâ áîëüøå, ÷åì ýêñïåðèìåíòàëüíîå îãðàíè÷åíèå), åñëè òîëüêî îíèíå ñâÿçàíû â ìåçîíîïîäîáíûõ ñîñòîÿíèÿõ èëè íå ñóùåñòâóåò äðóãîãîñïîñîáà ðàñïàäà ìîíîïîëÿ.åíåðàöèÿ ÒÂÎ ìîíîïîëåé (M∼ 1017ÔýÂ) ñðàçó ïîñëå íàðóøåíèÿêàëèáðîâî÷íîé ñèììåòðèè ÒÂÎ ãðóïïû áûëà áîëüøîé ïðîáëåìîé äëÿñòàíäàðòíîé êîñìîëîãè÷åñêîé ìîäåëè, ïîêà íå áûëà ðåøåíà â òåðìèíàõèíëÿöèîííîé êîñìîëîãèè.Ôåíîìåíîëîãèÿ ìîíîïîëåé íàêëàäûâàåò íåêîòîðûå îãðàíè÷åíèÿ íàèõ êîëè÷åñòâî. Íàáëþäàåìûé ïîòîêJíà Çåìëå îãðàíè÷åí ñâåðõóJ <1.4 × 10−16 ñì2 ñ1ñðàä . Òàê íàçûâàåìîå îãðàíè÷åíèå Ïàðêåðà ïðîèñõîäèò èçïðåäåëà íà ïîòîê ìîíîïîëåéìîíîïîëåé ëåæàò â îáëàñòèJ < 1×10−15 ñì2 ñ1ñðàä . Îæèäàåìûå ñêîðîñòè10−4 < v/c < 1,ìîíîïîëåé ïî ïîðÿäêó âåëè÷èíû ðàâíûñ ìàññàìè107 .
. . 10151017îæèäàåìûå ìàññû ÒÂÎý èëè âûøå, ìîíîïîëèý ìîãëè îáðàçîâàòüñÿ â òå÷åíèå ïîñëåäóùèõàçîâûõ ïåðåõîäîâ (ïîñëå íàðóøåíèÿ ÒÂÎ ñèììåòðèè). Íàèìåíüøàÿ6M ∼ MW /α.ìàññà ìîíîïîëÿ ò' Õîîòà äîñòèãàåòñÿ â ÁÏÑ ïðåäåëåÏðåäåë íà êîíöåíòðàöèþ ìîíîïîëåé çàâèñèò îò èõ ñêîðîñòè è ïîòîêà, èìîæåò áûòü îöåíåínM < 10−26 · · · 10−22 ñì−3.Òàêèì îáðàçîì êîíöåíòðàöèÿìîíîïîëåé âî Âñåëåííîé ÿâëÿåòñÿî÷åíü âàæíîé âåëè÷èíîé, ò.ê.
èìåþòñÿ ýêñïåðèìåíòàëüíûå îãðàíè÷åíèÿíà íå¼. Ñëåäîâàòåëüíî, î÷åíü âàæíî çíàòü âîçìîæíûå êàíàëû ðàñïàäàìàãíèòíûõ ìîíîïîëåé.  ÷àñòíîñòè, î÷åíü èíòåðåñåí ïðîöåññ ðàñïàäàìîíîïîëÿ âî âíåøíåì ïîëå.Âî-ïåðâûõ, íå âîçìîæíî ïîëíîñòüþ èçáåæàòü ñöåíàðèÿ ðàñïàäà ìîíîïîëÿ â çâ¼çäíîé ìàòåðèè, ïðåäëîæåííîãî Çåëüäîâè÷åì è Õëîïîâûì.Íåîáõîäèìî óäåëÿòü îñîáîå âíèìàíèå òàêèì ïðîöåññàì â ÷¼ðíûõ äûðàõ, ò.ê. ýòè îáúåêòû ìîãóò ñîçäàâàòü ïîëÿ, áëèçêèå ê êðèòè÷åñêèì(âåðõíèé ïðåäåë íà ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå ÷¼ðíûõ äûð èìååò çíà÷åíèå2×1012 ñ), êîãäà ðàñïàä ìîíîïîëÿ íå ïîäàâëåí ýêñïîíåíöèàëüíûì àêòîðîìe−S ∼ 10−4.3.Âî-âòîðûõ, â íà÷àëå èíëÿöèîííîé ñòàäèè, êîãäà ìîíîïîëè òîëüêîîáðàçîâàëèñü, íå èñêëþ÷åíà âîçìîæíîñòü ñóùåñòâîâàíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ, êîòîðîå óñêîðÿåò ðàñïàä ìîíîïîëÿ.Â-òðåòüèõ, ìîæíî ðàññìîòðåòü ðàñïàä ìîíîïîëÿ â ìåæçâ¼çäíîé ñðåäå, ò.ê.
ïîêàçàíî, ÷òî ìàãíèòíûå ïîëÿ ïîðÿäêà âåëè÷èíû10−2 Gs äîëæ-íû ñóùåñòâîâàòü â ïëîòíûõ ñêîïëåíèÿõ ìîëåêóë è òóìàííîñòÿõ.åàëèñòè÷åñêèé ïîðÿäîê ïàðàìåòðà Êåëäûøàγ=10−19 ñ EcrτE(1)äëÿ âîçìîæíûõ ïðèìåíåíèÿ òåõíèêè, îïèñàííîé â ðàáîòå, ãäåðàêòåðíîå âðåìÿ,E- õàðàêòåðíîå çíà÷åíèå ïîëÿ, àçíà÷åíèå ïîëÿ äëÿ ýëåêòðîíà (4· 1013Ecrτ- õà--êðèòè÷åñêîåñ). Íàèáîëåå áûñòðûå ïðîöåñ-ñû, íàáëþäàåìûå â ñîâðåìåííîé Âñåëåííîé íàáëþäàþòñÿ â ïóëüñàðàõ7è ìîãóò èìåòü õàðàêòåðíîå âðåìÿ ïîðÿäêàτ ∼ 10−3 ñ.Ñ äðóãîé ñòîðî-íû, õàðàêòåðíîå ìàãíèòíîå ïîëå ïóëüñàðà ïî ïîðÿäêó âåëè÷èíû ðàâíî10−1Ecr .Òî åñòüγî÷åíü ìàëà, è ìîæíî èñïîëüçîâàòü ïðåäåë ïîñòîÿí-íîãî ïîëÿ.Âçåìíûõ10−15 · · · 10−16óñëîâèÿõ,ëàçåðûñõàðàêòåðíûìñ, è íàïðÿæ¼ííîñòüþ ïîëÿâðåìåíåìE ∼ 10−3 · · · 10−5τ∼ñ ìîãóòáûòü äîñòóïíû ýêñïåðèìåíòàòîðàì.
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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
