Введение к работе
Актуальность темы В представляемой диссертации исследу-ся механизмы излучения нейтрино и антинейтрино в горячей субъ-tpnoif материи и холлективные оффехты взаимодействия нейтрино драми и нуклонами. Основным объектом приложения полученных >улътатов являются коллапсируощая материя массивных овеод на іечньзх стадиях эволюции и вещество нейтронных овеод, обраоу-гихся в результате коллапса.
Остывающие нейтронные овсоды наблюдаются во Вселенной как ^иопульсары и рентгеновские источники. Основные надежды почить информацию о процессах внутри нейтронной -.веоды в настове время связаны с наблюдением теплового излучения с ее поверх-сти. Уникальные вооможности современных космических окспери-нтоа, регистрирующих рентгеновское получение от источников в ітрах остатков сверхновых, пооволякэт достаточно точно оценить поверхностны'* температуры нейтронных овеод в предлоложе-и, что получение является тепловым.
Основным механизмом остывания нейтронных овеод является нен-ишюе иолучецие. Доитому реоультаты, полученные в быстро про-есенрующен окспериментальиой области, стимулируют теорети-сяое исследование различных механизмов нейтринного охлаждения нтрокмых овеод и нейтринных процессов происходящих в сверх-отноц веществе доллалсирующей материи.
Плотность вещесті»а-.нентронной овеоды изменяется от центра к риферии на 14 -г 15 порядков величины. Поотому нейтронноовеод-е веіцество обладает огромным разнообразней форм, ио которых иболее изучены однородная нейтронноиобыточная ядерная мате-я центральной части, где плотность превышает ядерную, и кри-алличесхая внешняя хора, сходная по свойствам с твердым метал-м очень большой плотности. Именно в втих областях нейтронной езды достаточно полно исследованы механизмы генерации нейтри-
и антинейтрино.
В последнее десятилетие значительный прогресс был достигнут изучении структуры субъядерной tA&FQptiw. В нейтронных овеодах бъяцерная материя — ото поЧтй йс? ШЦёёШ) внутренней коры, іа представляет собой Шрё Ш$рЗ№$ М тЩШ№; UibibptiM й
де кластеров tmacf&ym ртшим ш& атемш щр Ш {Щт
бопыикх плотностях) обпасти разрежения похожие на пуоыри.
В отпнчне от однородной ядерной материк, в такой нуяиош системе имеется сильное сшш-орбагальное взаимодействие. Pi итого воаимодейсташ! в мсханкоке генерации нейтрино и актни трнно совершенно не исследована и представляется очень важн таї яаж псевдовеяторный слабый нейтральный ток перехода, свяа ный с переворотом спина нейтронов рассеивающихся на жяасте[ ыожет быть не мвл даже в нерелятивистсгой системе нудлонов v, ющих непрерывный слеятр онергий.
Остается еще ке понятым до юнца механдам ворыва сверхмо овеод. Вынос онергнк но непрозрачного для нейтрино холлапснр щего ядра предсверхновой овеоды и депооициз отой онергий во ы них слоях являются наиболее as ту альньшн проблемами, от реш< которых во многом оависит к правильное номшанке причины лети, внешних ободочек. Наметившийся в последнее время прог в отой обпасти связан с учетом хоквехтивіюго двикешш веще овеоды при коллапсе в с новым подходом s проблеме шюкоонерги го оїиа дм нейтрино, расщигренне которого, sax пояаоало в дк< тации, обусловлено существенными корреляциями между ч&стиі среды, г которой распространяются нейтринные потохи. Рассе нейтрино в различных объемах вещества, а этом случае, проксх це неоавнашо. Сечецид шгогнх олемеитарігмх нейтринных вог действий М8МЄІ18ЮТС» #о-ог жорреллднй Е) хшотной среде, состо но слехтронов и адронов. ї|ссяедов&ние хаяпегтивных оффегш бенно важно для правильного учета прредос^ ыягййх нейтрино на волны хоторыя превышает' среднее рассгрдіїие ыевду атом: ядрами. ІаЗиа Нейтрино вцаммодействух»? «о t ртдеШ}ЬШИ н цами, а с їояяектддаьадй' і^б^&ніїяійі S среде, чтр, fc он( итоге, приводит і ^уздествашюй оавмсииостіїне^три^ііфрі&пер от макроскопических параметров cocToaittff йещ'есіва* В свет» блемы ниохоонергичного оіка наиболее важцо #раВИ$ьщ> оПИС хваоцупругое рассеяние мягїих Ьёкзрино 41. йдиах, „так JS5 расседние происходит хогерентио -и» іасех свіЬанідах'% ФРе : нах и является оейовиьщ источником нейгрйщой непроора.*! холлапсируюндао вещества в іоре обраоуйадеГ$са нейтронної ды.
Теория «ваояупругого рассевншг нейтрино на ядрах и епеат учитывающая хорреляцин в среде, полностью отсутствует. Со
й последовательной теории, необходимо не тольжо прнменитель-юлпапсирующсй материн, но и для лабораторных окспериыен-так как коллективные эффекты наиболее сильно проявляются зоаимодействин нейтрино с диспергирующими средами, іакови-вляются не только вещество нейтронных овеод, но и большин-макроскоиичесхмх сред в условиях лаборатории.
снопшш цель диссертация - исследование механиомов гене-и нейтринных пар з неоднородной субъядерной материн и рао-тха последовательной теории хваоиупругого рассеяния нейтри-i ядрах с учетом корреляций иеяеду частинами среды.
НауЧНОН HODFtOElR
первые предложен новый неханиоы генерации нейтринных пар
>ъядернон иатеринобусловленный ее существенной неоднород-
ью.
первие и раш.ал стандартной модели слабых взаимодействий
сна интенсивность и вычислен к спектр получения нейтринных
а неупорядоченной субъядерной материи. Исследовано влияние
галличесгой упорядоченности субъядерной материи на ннтен-
ость нолучення нейтринных пар.
первые выдвигается утверждение, что одним но основных ме-
оыов длительного охлалденіїя нейтронной овеоды может стать
ринное получение нейтронов в самосогласованном ядерном поле
нородностей субъядерной иатернй.
первые раовита теория кваоиупругого рассеяния нейтрино в не-
п,ных средах, учитывающая коллективные эффекты среды.
первые выдвигается утверждение о «значительном (на 2 — 3 по-
\) подавлении когерентного рассеяния мягких нейтрино на ядрах
лансирующей материи.
Научное и практическое оначепке работы. овый ыеханиом генерации нейтрино и антинейтрино в горячей ядерной материи, реалиоуется а нейтронных овеодах на всех їх их оволюции начиная от процесса коллапса овеодного веще-до последних стадий остывания нейтронного остатка сверхно-[, следовательно, должен учитываться в теории охлаждения ценных ши'од. Полученные теоретические оценки удельной ней-
тринмой светимости субъядерного вещества ыогут быть непом валы в глобальные самосогласованных расчетах конечних ота ОіЮЛЮЦИИ овсяд.
Раявитаї » диссертации теория кваоиупругого рассеяния нет но в неидеальных средах является общей для ин>6ьіх сред н ыо быть лояеона не только доя расчетов ошииоцин коллапса овияд и для расчетов прохождения нейтринных потоков черео вещест. условиях лабораторных окспернментов. Например, характерное стояние между атошшын ядрами а твердом лабораторном веще ~ 1С-7 си. Поэтому рассмотренные коллективные оффекты лодг ни* когерентного рассеянна нейтрино на ядрах в лабораторном в стае должны проявляться при рассеянии мягких нейтрино с онер Kk. ~ хиВ иояучаеиыя а распаде трития.
Исследованные в диссертации коялежтившяе аффекты в коге^ uots рассеянии нейтрино на ядрах и нуглонах ва.хни в садни nj < ігой нкикеюнергичпего окна для нейтрино а опоху падения вени пре юллапсе овеоды. Существенное подавление когерентного сеяния нейтрино на ядрах расширяет шюкоонергичное окно и собствует увеличению нейтринного потока но центральной ч овеоды. Этот оффезт необходимо учитывать в детальных рас дииашіки коллапса, т.к. увеличение нейтринного потока ш>:яеі собствовать Еорыву сверхновой и поджигу внешних оболочек ов
На аащиту вьшооатса следующие основные положен
-
Горячая субъядерная материя, находящаяся в двухфаонс стоянии, является одним ио наиболее интенсивных источиико тршших пар всех типов в долго остывающих нейтронных ове
-
Формула для удельной светимости торыооного і/й иолу нейтронов в горячей неупорядоченной субъядерной материи.
-
Независимо от выбранной модели ядерных вояишодействі пая vi> светимость пеупорядаченной субъядерной материи оц ется как evi ~ 10М(Г/10? ICf орг/еи»с
-
Эффекты кристаллической упорядоченности неоднорода подавляют иолучение нейтрино и антинейтрино нейтронами J ядерной материи при температурах < 10sК".
-
Имеется критическое значение плотности нейтронов рывного спектра, ниже которого тормозное vv иолучение вир
ііситроноп п кристаллическом ядерном поле невозможно і Наряду с процессом тормесшого vv отлучения воомпжен также гний процесе — поглощение пары нейтрино ss антинейтрино нрн їяігии нейтронов на кластерах з нейтронном море. Предлагается :ула для сечениг аннигиляции нейтринной пары.
Сечения квгонупругого рассеяния мягких нейтрино-должны слаться с учетом коллективных енрфектов. Предлагается метод слепка сечений зэаоиупругого рассеяния нейтрино в меидсаль-суяоновских системах здер и вырожденных опегтронов, учиты-;ий корреляции ме;кду частицами среды.
Имеет место существенное подавление хогерентного рассезниг pax опехтронных нейтрино с длиной полны де Бройля порядаа ройного дебасвезого радиуса.
Кулоновсхое ноанмпцействке между ігонамн п сильно, нсидеаль-і.чааме здер к зыро:-нд«н:!Ык пл-іїтроног» подавляет ккааиунру-геселнке шг:і;:< нейтрино v.c.cx типов на несхояьяо іюрндхоа ае-
(Ы по сравнению с. аналогичный рассеянием и идеальном rone,
op подавление оаг.ис.ит от степени неидсапьностн зулонозской
МЫ.
) Вычисленные С У'.еТОМ ХСЛЛеХТШШЫХ СффсКГОВ длины СР-ОбсД-
лробега мягких нейтрино ч сверхплотной кеществе золланенру-: овеод на 2-і- 3 порядка больше, тех же величин., вычисленных чета коллективных оффектоз.
Апробации работы. :новные реоультаты диссертации докладывались на междуна-IX конференциях, школах, симпооиумах: Мейдународная ра-
гругта "'Плаоыеннаа астрофиоика" (Тславн 19S0), Мсждуна-,я школа "Слабые воаимодейстзші при ниоккх онергилх" LEWI-убна 1990), Международная школа "Электрослабые воазшодей-
в здрах" WEIN-92 (Дубна 1992), Международный Семинар па-Гамова (Санкт-Петербург 1994), I Международная зонферен-
0 космомикрофиоике "КОСМИОН-94" (Москва 1S94);
1 сессиях: ОЯФ АН СССР (МИФИ, 1988; ИТЭФ, 1988), ООФА
ССР (Институт Фиопробясм, 1990), на всесоюокых школах по
фвдкке (Рига, Горький, Тбилиси, Ереван). На Всесоюзном се-
>е "Физика нейтронных овеод" (Ленинград 1988)
боты также докладывались на семинарах ФИ АН, ИТЭФ, ИАЭ,
ФТИ (им.Иоффе), ИЗМИРЛЫ.
Структура работы: Диссертация состоит но введения, четырех глав, (заключения, дс нения, приложения и списка литературы. В диссертации имееті рисунков. Список литературы содержит 129 наименований. Оі диссертации 152 страницы. Используется система единиц, в жот h = с = 1 к постоянная Больцмана k = 1.