Введение к работе
Актуальность работы. Выявление универсальных закономерностей, новых явлений в физике частиц всегда было актуально.
Так, несмотря на яркие успехи и достижения, КХД- теория сильных взаимодействий не доведена до вычислительной схемы, описывающей взаимодействия кварков и глюспов на больших расстояниях — то есть процессов с малыми передаваемыми импульсами. Поэтому актуальным и важным становится получение новой информации о механизме и общих закономерностей таких процессов. В настоящее время активно теоретически и экспериментально исследуются недавно обнаруженные аномально большие флуктуации импульсных спектров вторичпых частиц во множественных процессах различного типа от е.е~ до ЛЛ столкновении. Выявленные при этом некоторые нсэые универсальные закономерности оказались связаны с внутренней как регулярной, так и стохастической динамикой. Так, изучение флуктуации в адроппых взаимодействиях во всем фазовом пространстве привело к открытию так называемых "кольцевых событий" — рождению адролных азимутально изотропных струй на большие полярные углы (в с.п.м.). Изучение флуктуации в малых фазовых объемах привело к открытию явления перемежаемости. Традиционные иодходы к описанию процессов множественной генерации, новые теоретические интерпретации эффекта перемежаемости, также как и сама КХД на современном этапе не могут описать в совокупности наблюдаемые флуктуации и корреляции, несмотря на существенный прогресс в понимании этих явлений.
Ряд явлений, существующих в физике частиц, также требует своего объяснения,' поскольку не согласуется или даже противоречит нашим интуитивным ожиданиям или предсказанным в разных подходах результатам (в этом смысле названным в диссертации аномальными). Сюда относятся сообщение коллаборадии UA4 в 1987г. об измерении величины отношения реальной к мнимой частей амплитуды упругого рр-ра.ссе«яия, которая оказалась чрезвычайно большой по величине, чем это следовало из различных моделей и дисперсионных расчетов. Лля решения этой проблемы была предложена " новая физика" — од-дероны, резкий рост полного сечения, нарушающая (предасимптоти-
чески) условие унитарности и др. Неожиданно болыпиии по величине оказались п радиавлонные поправки (РП) к рождению W, Z-бозопоз в стандартной электрослабой теории. Этот вопрос является чрезвычайно важним п актуальным, поскольку, с одной стороны, РП необходимо стало учитывать прп высокоточпых измерениях характеристик W, Z-бозонов па новых строящихся ускорителях; с другой стороны, РП прп такой большой величине могут имитировать явлення, требующие выхода за рамки Стандартной Модели (СМ).
Целью настоящей работь: является исследование корреляций, флуктуации и вышеназванных аномальных явлений квавтооополевы-ыи методами, без привлечения дополнительных гипотез н предположений.
Научная новизна исследования состоит в следующем:
е впервые показано, что ограниченность длины когерентности из-за конечности времени жизни нестабильных частиц приводят к сдвигу е сторону больших углов по сравнению с обычпыыи тормозными максимумов в угловом спектре излученных фотонов;
о впервые показано, что учет цветового заряда кварков, излучающих на конечной длппе пути (благодаря конфайнменту) приводит к кольпевыы событиям только в ^соударениях и их отсутствию в рр е в мезон-нуклонных взаимодействиях;
в в предложенной кваптовополевой модели фазовых переходов для описания перемежаемости вычислены трех- и одномерные показатели факторпальных моментов, получена зависимость пх от ранга;
е впервые показано существование перемежаемости в модели Скала-пино- Сугара. Показано существование параметра, аналогичного критическому индексу в обычной теории фазовых переходов в конденсированных средах;
показано несогласие значения р, измеренного коллаборацпей UA4 и полученного из анализа по дисперсионным соотношениям. Более того, несколько иным анализом этих данных показана допустимость значения р, согласующаяся с дисперсионным анализом;
е получены большие значения РП в дропэссах рождение П'*, Z-Бозснса з рамках СМ.
Практическая ценность рлбохи заключается в том, что:
з обнаруженный эффект сдзчга максимума углового спектра пспускания фотонов распадающейся частицей может служить методом
тМЄрЄНП.1 ИХ ВреМеїПІ ЖЛЗПИ ИЛИ ПОЛНОЙ ШПрИПЫ. ЭТОТ МЄТОД
может работать я а облает л, труднодоступной существующим;
в проведенный анализ рр-ззапмодействля при энергиях (в лаб. спет.) 205 Гэп (5000 событий, Bubble chamber, BNL, USA), 360 Гэв (35000 событий, EGC, CERN) и тгр-взалімодеДстізий яри Ец =250 Гэв (100000 событий, NA22) подтвердили наши предсказания о существования кольцевых событий только в рр- взаимодействиях. Дальнейшее наблюдение п изучение кольцевых событий в рр- а их отсутствия в рр на данных ISR могло бы служить подтверждением гипотезы о моделировании конфайттмента как ограниченности пространственно- временной области, в которой кварки и глюоны свободные;
в Зависимости одномерных а трехмерных показателей факториаль-ных моментов согласуются с экспериментально измеренными. Обнаружение на опыте слабо сингулярного поведения двухчастичной корреляционной функции и смягчения распределения частиц по поперечным импульсам будет являться дополнительным свидетельством в пользу наблюдаемых универсальных закоиов подобия в различных соударениях частиц — от е+е~-аянигиляции до ядерных. Такие общие закономерности могут служить еще одним подтверждением интерпретации переходов кварки —> адроны как фазовых;
полученное автором значение р г 0.14±0.07яе нуждается во введении оддеронов и резкого роста полных сечений и требует нового анализа данных коллаборапией UA41;
ЧСах стало твестпо автору, летом 1993г. Г/А1 холлабор&ши, пролелав «новь авалт своях старых данных, опубляховада новое заачение р ~ 0, IS, си. Ргос. 5th ВЫ» conference on elastic and difiractin «cattering.
?
большая величина РП в рождении W, -бозонов в СМ привалит, во-первых, к пересмотру программ по высокоточным измерениям характеристик W на LEP200 и планируемых новых ускор^хелях, во-вторых, к учету их при поисках язлений, требующих выхода за рамки СМ; .
предложен метод исследования узких резонансов по их "обратному радиационному хвосту".
Лк-шый вклад автора. Проделан теоретический анализ кольцевых событий и показано их наличие в рр и отсутствие в рр-, мезон-нухлонных взаимодействиях. Получено в КХЛ выражение для кваркового пропагатсра, обладающего свойствами конфайнмента и асимптотической свободы; Предложена идея рассмотрения перехода кварки — адроны по аналогии с квантовополевым описанием фаговых переходов в конденсированных средах. Предложена идея конформного метода вычисления показателей факториальных моментов. Проделан анализ РП в одпопетлевом приближении для процесса е*е~ — W+W~ в рамках СМ. При непосредственном участии автора проделаны все аналитические и машинные вычисления, приведенные в диссертации.
На защиту выносятся :
вывод о сдвиге в сторону больших по сравнению с тормозными максимальных углов испускания фотопов нестабильными частицами из-за ограничения длины когерентности (излучения) конечным временем жизни таких частіш;
существование кольцевых событий в ^-взаимодействиях и их отсутствие в рр- и мезон-нуклонных соударениях как результат моделирования конфайнмента;
полученную в КХД< форму кваркового пропага^ора, обладающего конфайнмевтом (отсутствием полюса) на массовой поверхности и асимптотической свободой при больших ииртуальностях;
предлагаемую квантозсполевую модель фазового перехода кварки —» адроны, в которой, в частности, предсказывается слабо сингулярное поведение при ссвцадеиии аргументов двухчастичной корреляционной функции:
конформный метод вычисления показателей факториальных моментов, качественное объяснение трехмерных и одномерных показателей, их зависимость от ранга факториального момента;
существование перемежаемости п критических показателей в модели Скалалпно-Сугара;
вывод из анализа данных коллаборагшп UA4 о нормальной величине р, отношения реальной к мнимой частей амплитуды упругого р^-рассеяния, не требующей введения дополнительных гипотез — существования оддеронов, резкого роста полного сечения и др.;
неожиданно большой вклад электромагнитных РП в прозїессах е+е--, су-соударениях с рождением W, Z-бозоыов в рамках СМ;
расчет РП в однопетлевом приближении, воспроизводящий метод структурных функции (МСФ).
Апробация работы. Диссертация выполнена в ИФВЭ HAH РК. Основные результаты докладывались автором на международных конференциях "Кваркз-90" (Грузия, 1990); "Поискикварк-глюоннойпла> мы" (Одесса, 1991); "Физика на ВЛЭПП" (Протвино 1991, 1992; НИИ-ЯФМГУ, 1992)-."Квантовая теория поля" (Сочи, 1991 и 1992); Сессиях ОЯФ АН СССР (1981,1983, 1984,1988); на семинарах Института физики. г.Лодзь (Польша, 1990, 1991), Орегонского университета (США, 1992); ЛТФ ОИЯИ (Дубна, 1993); ФИАН (1981-1992); ИЯФ, ИМ СО РАН (1990-1992); ИФВЭ НАН РК (1981-1993), а также соавторами на различных международных конференциях.
Структура диссертация. Работа изложена на 188 страницах, состоит из Введения, 4 глав и Заключения, содержит 51 рисунок, 4 таблицы и список оптируемой литературы из 200 наименований.
