Введение к работе
Актуальность темы
Развитие теории релятивистской струны дало возможность более глу-окого понимания дуально - резонансной модели. В настоящее время уперполевое обобщение этой теории является основным кандидатом на оль единой теории всех видов взаимодействия, существующих в прпро-с: гравитационного, электромагнитного, слабого и сильного. Однако, ак теория релятивистской струны, так и всевозможные её обобщения бладают существенным недостатком — Лоренц - инвариантное кван-ование возможно только в нефизпческих размерностях пространства -ремени.
Проблема ненаблюдения свободных кварков дала новый толчок развито теории релятивистской струны. Для разрешения проблемы о невы-етании кварков была сформулирована гипотеза, согласно которой,адрон ассматривается как связная система состоящая пз кварков, которые вза-модействуют между собой посредством хромоэлектрического поля. При величешш расстояния между кварками, линии хромоэлектрического по-я стягиваются и образуют трубку. Внешне эта картина напоминает груну с кварками на концах.
В середине 80 - х годов была построена система, которая занимает ромежуточное положение между струной и частицей. Она получается ри замораживании бесконечного числа степеней свободы релятивистской
струны, сохраняя еёхарактерные особенности. Оказался, что такая система допускает релятивистский инвариантное квантование в 4 - мерної пространстве - времени. В собственной системе отсчта она представляет из себя отрезок прямой линии', вращающийся с постоянной частото: вокруг центра инерции. При этом, концы отрезков (струны) движутся с скоростью света. Отсюда и происходит название этой системы — Прз молинейная струна. Мы предполагаем, что прямолинейная струна — эт упрощнная модель мезонов. При этом , кварк и антикварк, из которых составлен мезон, безмассовы, скалярны и совершают финитное относі тельное движение. Естественным шагом к дальнейшему изучению это модели был учт спина кварков. Решение этой задачи дало возможность описать все четыре основные Реджевские траектории.
Следующим шагом' в расширении понимания этой модели являете описание радиационных переходов мезонов в рамках этой теории. Пс строение взаимодействия неточечного объекта с электромагнитным пс лем — проблема достаточно сложная не только из - за неоднозначност введения взаимодействия. Главная причина сложности описания электрс магнитного взаимодействия состоит в том, что релятивистская теори протяжнного объекта требует введения излишнего количества переменных, от которых не зависит физическое состояние объекта. До тех noj пока нет поля, эта независимость гарантируется выполнением некотор( го набора условий (связей). Включение внешнего поля приводит к томі что оно начинает нетривиальным образом входить в эти дополнительны условия, так как требуется обеспечить их калибровочную инвариант ность, и это обстоятельство ведт к неожиданным последствиям. Нг самом деле, в настоящее время , мы умеем описывать последователи лишь заряжнные частицы со спином 0, 1/2 и 1. Начиная со спиш 3/2, минимальный способ включения взаимодействия приводит к иарупк нию причинности, если только спин 3/2 + электромагнетизм не являете сектором супергравитапди.
Естественно, чтобы придать теории прямолинейной релятивистскс струны завершнный вид, необходимо научится учитывать массы кваркову так же описывать сильные взаимодействие между мезонами.
Основные задачи диссертации:
1. Построить калибровочно инвариантное действие взаимодейстия пр.
олинейной релятивистской струны с внешним электромагнитным полем. 2. Построить квантово - механический оператор электромагнитных ереходов для мезонов с произвольным едином, состоящих из лгких варков, в рамках модели прямолинейной релятивистской струны.
Научные результаты и новизна
Перечислим основные результаты дайной работы:
-
Построено калибровочно инвариантное действие взаимодействия :рямолинейной струны с внешним электромагнитным полем. С его по-гощыо можно описать взаимодействие мезонов с произвольным спином о слабым электромагнитным полем. Наряду с диагональными члена-ш это действие содержит слагаемые, соответствующие радиационным креходам между состояниями с разными спинами. Таким свойством :е обладает не одна из ныне существующих теории электромагнитного ізаамодействия, исключая супергравитапню.
-
Вычислены электромагнитные формфакторы как для диагональ-[ых переходов, так и для переходов, которые идут с изменением полного юмента'системы. Проверена их поперечность.
-
Построены координаты концов прямолинейной струны при учтее >срмионных степеней свободы кварков. Показано, что эти координаты южно построить каноническим преобразованием из старых координат юнцов струны без учта спина кварков.
-
Вычислен коммутатор между операторами й и yS2.
-
Построен оператор электромагнитных переходов как без учта спи-[а кварков, так и учитывая фермионные степени свободы. При этом лератор инвариантен как относительно электромагнитных калибровочных преобразований, так и относительно перепараметризапии. С его [омощью можно вычислять радиационные переходы между мезонами, со-:тоящими из лгких кварков.
-
Исследован физический смысл правил отбора, которые естествен-іьш образом возникают при построении оператора перехода. Оказалось, іто они эквивалентны требованию сохранения С - чтности в однофото-шых реакциях.
Практическая ценность работы
Построенный оператор электромагнитных переходов дал возможность вычислять ширины радиационных переходов мезонов с произвольным спином и состоящих из лгких кварков. Удалось построить оператор электромагнитных переходов исходя из самых общих принципов Лоренц инвариантности и инвариантности относительно электромагнитных калибровочных преобразований. Основываясь на полученных результатов становится возможным построение оператора радиационных переходов дш барионов состоящих из лгких кварков.
Апробация работы
Результаты диссертации докладывались на международных семинарах по проблемам физики высоких энергии п квантовой теории поля в Протвино (Протвино, 1991). Основное содержание диссертации опубликованс в работах, указанных в библиографии.
Структура диссертации
Диссертация состоит из Введения, трх глав, заключения и пяти приложений, содержит список литературы (72 ссылок). Объм диссертации 95 страниц.
