Введение к работе
Актуальность темы
Описание взаимодействия частиц, обладающих собственными электрическими и магнитными моментами является хорошо известной задачей, первые попытки решения которой предпринимались еще до возникновения квантовой механики. Однако, несмотря на неослабевающий интерес и постоянные попытки уточнить полученные решения в классической и квантовой областях или провести новую интерпретацию полученных результатов, считать задачу разрешенной до конца в настоящее время преждевременно. Таким образом изучение взаимодействия частиц, обладающих собственными магнитными моментами представляет большой интерес с теоретической точки зрения. Учет спин-спинового взаимодействия позволяет предполагать возможность существования новых связанных состояний, обусловленных этим взаимодействием, например, динейтропа. Вместе с гипотезой о ненулевом аномальном собственном магнитном моменте массивных нейтрино учет спин-спинового взаимодействия позволяет по иному рассматривать проблему скрытой массы во Вселенной. Таким образом, изучение взаимодейстпия частиц, обладающих собственными магнитными моментами представляет интерес и с прикладной точки зрения.
Цель работы:
-
Развитие метода точного учета взаимодействия собственных магнитных моментов фермионов в нерелятивистском и релятивистском случаях.
-
Демонстрация и анализ следствий точного учета взаимодействия собственных магнитных моментов фермионов в нерелятивистском случае.
-
Уточнение физических и математических условий, при которых справедливы полученные другими авторами точные решения уравнения Дирака и Паули для частиц с нормальными и аномальными собственными магнитными моментами.
Научная новизна
Путем удлинения производной и добавлением наулнвеких членов в релятивистское уравнение Дирака получен гамильтониан модельного
взаимодействия двух частиц, обладающих собственными гормальны-ми и аномальными магнитными моментами.
Уточнены физические и математические условия и получены более жесткие ограничения на существование точных решений уравнения Дирака для частиц, обладающих собственными нормальными и аномальными магнитными моментами, полученных ранее другими авторами.
В нерелятивистском случае записано уравнение Паули, учитывающее взаимодействие зарядов и собственных магнитных моментов частиц и исследованы его решения в некоторых частных случаях.
Проанализированы следствия предложенной процедуры учета спин-спинового и спин-орбитального взаимодействий на конкретных парах частиц.
Показано, что произведенный учет спин-спинового и спин-орбитального взаимодействий не приводит к противоречию с известными результатами.
В согласии с результатами других авторов установлено, что магнитные слин-спиновое и спин-орбитапьнос взаимодействия достаточно интенсивны на малых расстояниях и способны создавать локализованные состояния двухчастичных систем с энергией связи порядка нескольких КэВ и даже МэВ.
Научная и практическая ценность
Традиционно взаимодействие собственных магнитных моментов изучается средствами как релятивистской так и нерелятивистской квантовой теории.
Использованный квантовомеханический метод описания взаимодействующих пар частиц, обладающих собственными магнитными моментами может быть применен в обоих случаях. Он достаточно прост математически, что позволяет получать решения некоторых задач в аналитическом виде. В то же время, для определенного класса задач приближенные решения могут быть получены методом теории возмущений.
Точный учет магнитного взаимодействия по вышеуказанному методу (удлинение производной и добавление пауливских членов) приводит к предсказанию новых физических явлений и разрешению ряда трудностей в существующей квантовой механике (например, к уменьшению числа параметров в теории и т.д.).
Апробация работы
Основные результаты диссертации докладывались на Ежегодных научных конференциях Факультета физико-математических и естественных наук Российского университета дружбы народов (1994— 1999); на научных семинарах кафедры теоретической физики Российского университета дружбы народов (1993—1999); на Международном Совещании по физике атомного ядра (48 Совещание по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, Москва, Российский университет дружбы народов, 1С-1Э Июня 1998г.); на Международной Конференции по ядерной физике "50 лет ядерным оболочкам" (49 Совещание по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, Дубна, Объединенный Институт ядерных исследований, 21-24 апреля апреля 1999г.).
Публикации
Основные результаты диссертации опубликованы в 9 работах, перечисленных в конце автореферата.
Структура и объем работы