Автореферат (1149897)
Текст из файла
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего профессионального образования«Санкт-Петербургский государственный университет»На правах рукописиНовиков Олег ОлеговичНизкоэнергетическая физика в моделяхвселенной на доменной стенке (бране)01.04.02 – Теоретическая физикаАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукСанкт-Петербург – 2014Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственныйуниверситет»Научный руководитель:Андрианов Александр Андреевич,д.
ф.-м. н., профессорОфициальные оппоненты:АрефьеваИринапрофессор,Ярославна,д. ф.-м. н.,Математическийинститутим. В. А. Стеклова РАН, вед. науч. сотр.КимВикторст. науч. сотр.,ядернойТимофеевич,д. ф.-м. н.,Петербургскийинститутфизикиим. Б. П. Константинова,зам. рук. отд. физики высоких энергийВедущая организация:ФГБОУ ВПО «Московский государственныйуниверситет им. М. В. Ломоносова»Защита состоится «»2014 г. вчасов на заседании дис-сертационного совета Д 212.232.24 при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199004, Санкт-Петербург, Средний пр., В.О.,д.
41/43, ауд. 304С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. М. ГорькогоСПбГУ и на сайтеhttp://spbu.ru/science/disser/soiskatelyu-uchjonoj-stepeni/dis-list/details/14/47Автореферат разослан «»2014 г.Отзывы и замечания по автореферату в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба высылать по адресу 198504, Санкт-Петербург, Ульяновская ул.,д.1, физический факультет, корпус И, каб. 421.Ученый секретарьдиссертационного совета,д.ф.-м.н., профессорАксёнова Елена Валентиновна3Общая характеристика работыАктуальность темы исследования. В последние годы достаточнопопулярной стала гипотеза, что наша вселенная представляет собой четырехмерную пространственно-временную поверхность (3-брану), вложеннуюв фундаментальное многомерное пространство (балк). Она стала базой длямногочисленных моделей физики за пределами Стандартной Модели, призванных ответить на ряд вопросов физики элементарных частиц, таких какпроблема иерархии, объяснение структуры фермионного сектора, а такжемалости космологической постоянной.
Предполагается, что размер дополнительных измерений достаточно велик, и они могут, в принципе, проявить себяв наземных экспериментах ближайшего будущего и/или в астрофизическихнаблюдениях.Хотя брана часто рассматривается как элементарный геометрическийобъект нулевой толщины, существует предложенная Рубаковым и Шапошниковым непротиворечащая альтернатива, предоставляемая эффективной многомерной теорией поля.
В этом подходе брана является доменной стенкой,порождаемой фоновыми скалярными и/или гравитационными полями, когдаих вакуумные конфигурации обладают нетривиальной топологией. Материя,взаимодействующая с этими фоновыми полями, локализуется в определеннойокрестности доменной стенки, которая может быть охарактеризована некоторой ненулевой толщиной. По этой причине иногда употребляется название«толстая брана» («thick brane» или «fat brane»).Подробное описание локализации материи на этих доменных стенкахпредставляет особенный интерес, поскольку оно может как дать важныйключ к низкоэнергетической физике, так и установить связь с моделями фундаментальных бран, прояснить сущность предельного перехода к бране нулевой толщины.4Степень разработанности темы исследования.
Несколько неожиданным свойством моделей «толстых бран» оказывается то, что присутствиегравитации существенным образом меняет спектр локализованных скалярных состояний даже в пределе выключенной гравитации. Влияние этих непертурбативных эффектов на спектр флуктуаций остается недостаточно понятой задачей.Исходя из анализа соответствующего вклада в массовый оператор, который приведен в третьей главе основной части данной работы, оказывается целесообразным изучить влияние дефекта, явно нарушающего трансляционнуюсимметрию.
С более концептуальной точки зрения, введение подобного дефекта может быть мотивировано также тем, что образование доменной стенки вопределенной точке дополнительного измерения со спонтанным нарушениемтрансляционной симметрии в квантовой теории оказывается не вполне физически самосогласованным. Влияние дефекта на формирование «толстыхбран» изучалось ранее, но в моделях без гравитации. (Andrianov A. A. et al.Domain wall generation by fermion selfinteraction and light particles // JHEP.2003.
Vol. 0307. P. 063)С другой стороны, большое число работ посвящено изучению фермионного сектора в моделях данного типа. Для феноменологически приемлемыхмоделей необходимо обеспечить нарушение сохранения CP -четности. Единственный известный на сегодняшний день источник CP -нарушения в видематриц смешивания Кабиббо-Кобаяши-Маскавы (CKM) и Понтекорво-МакиНакагавы-Сакаты (PMNS) может быть реализован различными способами.Изученный ранее CP нарушающий механизм, основанный на идее локализации компонент разной киральности в разных точках объемлющего пространства для реалистичных моделей требует двух дополнительных измерений.(Mirabelli E. A., Schmaltz M. Yukawa hierarchies from split fermions in extradimensions // Phys.Rev.D. 2000.
Vol. 63. P. 113011) В данной работе мы концентрируемся на построении альтернативного механизма, обеспечивающего5фермионы CP -нарушающей массовой матрицей, и его феноменологическихпоследствиях.Цели и задачи диссертационной работы: Целями данной диссертационной работы являлось изучение влияния гравитации и наличия дефектана образование доменной стенки (браны), а также исследование механизмовлокализации скалярной и фермионной материи.
Для достижения поставленных целей были решены следующие задачи:• Построение теории возмущений для нахождения фоновых решений вмодели с двумя скалярными полями минимально взаимодействующими с гравитацией и тонкой браной, моделирующей дефект, на примерепотенциала четвертого порядка с мягко нарушенной O(2)-симметрией.• Изучение спектра скалярных флуктуаций этой модели.• Построение механизмов локализации фермионов, допускающих нарушение сохранения CP четности.Научная новизна. В данной работе было подробно исследовано совместное влияние дефекта и гравитации на образование доменной стенки («толстой браны») и локализацию на ней скалярных состояний, в результате чего вслучае отрицательного натяжения дефекта обнаружен принципиально новыймеханизм локализации, а также предложены новые механизмы локализациифермионов, реализующие CP -нарушение.Теоретическая и практическая значимость. Результаты, изложенные в диссертации, могут быть использованы для построения расширенийСтандартной Модели электрослабых, сильных и гравитационных взаимодействий в рамках концепции больших дополнительных измерений, а также дляразвития голографических методов, применимых, в частности, в теории сильных взаимодействий.6Методология и методы исследования.
В работе используется квазиклассическое разложение, метод линеаризации флуктуаций гравитации иполей материи в калибровочно-инвариантных переменных. Активно используются методы суперсимметричной квантовой механики, в частности для построения решений в пределе выключенных гравитации и дефекта, изученияспектра скалярных и фермионных состояний в этом же пределе. Проблеманахождения поправок к решениям и профильным функциям локализованныхсостояний, а также массы состояния типа Хиггса была сведена к квантовомеханической теории возмущений.Положения, выносимые на защиту:1. По теории возмущений найдены фоновые решения и поправки к ним вмодели с двумя скалярными полями, минимально взаимодействующимис гравитацией и тонкой браной, моделирующей дефект, с потенциаломчетвертого порядка с мягко нарушенной O(2)-симметрией [1, 3, 4]2.
В этой же модели подробно изучен спектр скалярных флуктуаций вразличных фазах и для различных значений натяжения тонкой браныдефекта, произведен расчет по теории возмущений массы массивногоскалярного состояния типа Хиггса [1, 3, 4]3. Для отрицательного натяжения тонкой браны-дефекта обнаружен принципиально новый механизм локализации бесконечного дискретного спектра скалярных состояний в окрестности браны [4]4.
Предложены механизмы локализации фермионных состояний, позволяющие реализовать в низкоэнергетической эффективной теории нарушение сохранения CP четности, и рассмотрены их экспериментальныеследствия [2]Апробация результатов и публикации. Материалы диссертацииопубликованы в трёх статьях в ведущих рецензируемых научных журна-7лах [1, 2, 4]. Основные результаты диссертации докладывались на следующихконференциях:• 17th International Seminar on High Energy Physics Quarks-2012, Yaroslavl,Russia, 2012• IV Международная конференция «Модели в квантовой теории поля»(МКТП-2012), посвященная А.Н.Васильеву, Санкт-Петербург, Россия• XXI International Workshop High Energy Physics and Quantum Field Theory,Saint-Petersburg, Russia, 2013[3]• II Russian-Spanish Congress, Particle and Nuclear Physics at all Scales andCosmology, Saint-Petersburg, Russia, 2013Личный вклад автора.
Содержание диссертации и основные положения, выносимые на защиту, отражают персональный вклад автора в опубликованные работы. Подготовка к публикации полученных результатов проводилась совместно с соавторами, причем вклад диссертанта был определяющим. Все представленные в диссертации результаты получены лично автором.Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,4-х глав, заключения и библиографии. Общий объем диссертации 103 страницы, из них 88 страницы текста, включая 5 рисунков. Библиография включает140 наименований на 11 страницах.Содержание работыВо Введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель и аргументирована научная новизна исследований, показанапрактическая значимость полученных результатов, представлены выносимыена защиту научные положения.8Первая глава представляет собой краткий обзор литературы, связанной с темой диссертационного исследования.
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}
