Введение к работе
Диссертация посвящена изучению проблемы влияния внешних электромагнитных полей на процессы превращения элементарных частиц в единых квантовополевых теориях взаимодействия. Исследования проводились на основе метода точных решений для волновых функций частиц, позволяющего в принципе точно учесть действие внешнего поля. Результаты работы могут быть использованы для актуальных в настоящее время калибровочных моделей взаимодействия, обобщающих стандартную теорию электрослабого взаимодействия Гпэшоу-Вайнберга-Салама: супер симметричных моделей, моделей с горизонтальной симметрией между поколениями пептонов, композитных моделей и др.
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ диссертации связана прежде всего с тем, что существует большое количество реальных физических ситуаций, где оказывается необходимым учитывать влияние внешнего электромагнитного поля на протекание квантовых процессов: наличие сильных электромагнитных полей соответствует условиям взаимодействия элементарных частиц в окрестности астрофизических объектов, при проведении экспериментов по физике высоких энергий на современных ускорителях и коллайдерах, а также при рассмотрении явлений, сопровождающих прохождение заряженных частиц вдоль осей ориентированных кристаллов. Возрастание в последнее время внимания к изучению воздействия попей на различные квантовые процессы обусловлено совершенствованием лазерной техники, возможностью ге-
нерации переменных электромагнитных полей все большей напряженности.
Другой важный аспект исследования проблемы влияния внешних полей на процессы превращения элементарных частиц в единых калибровочных моделях взаимодействия заключается в использовании внешнего электромагнитного поля как своего рода ннструмента, под действием которого удается провести изучение свойств частиц и их взаимодействия и сделать заключения о величинах различных свободных параметров теоретических моделей: наличие попей изменяет скорости течения процессов, позволяет исследовать спиновые характеристики частиц, приводит к обнаружению новых эффектов.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ состоит в исследовании влияния внешнего электромагнитного поля на процессы взаимодействия заряженных пептонов с нейтральными бесспиновымп бозонами, возникающими в различных калибровочных моделях, а также на процессы с участием супер симметричных частиц. При этом проводится точный учет спиновых состояний заряженных пептонов и изучение вызванных внешним полем конкретных физических эффектов.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА диссертационной работы заключается в следующем:
1. В рамках модельно-незавпеимого подхода проводится исследование воздействия постоянного магнитного поля на протекание процессов излучения заряженным лептоном нейтральных скалярных п псевдоскалярных бозонов, предсказываемых в альтернативных теории
Глэшоу-Вайнберга-Салама моделях. При этом обсуждается поведение вероятностей при различных соотношениях масс бозонов и пептонов, анализируются спиновые закономерности п изучается возможность возникновения эффекта самополяризащш спинов заряженных пептонов.
2. Рассматриваются процессы аннигиляции пары лептон-
антилептон с рождением массивных бесспиновых бозонов в посто
янном магнитном поле (1'~ + 1+ -> В, В = S,P); проводится деталь
ное сравнение с вероятностью кинематически подобного электродина
мического процесса с участием 7-кванта {П.М.Тсрнов, Л.И.Коровина,,
О.С.Павлова, Однофотопнпя аннигиляция электронов и позитронов с
ориентированным спином в магнитном поле, ЯФ, 1966, т.З, с.499-502)
Показано, что точный учет спиновых состояний лептона и антнлеп-гона позволяет сделать вывод о критической зависимости вероятности ШШІГИЛЯЦІШ лептон-аитплептонной пары с рождением бессшгаовых іастнц от взаимной ориентации спинов аннигилирующих заряженных іептонов, что качественно отличается от спиновой зависимости веро-ітностп однофотонной аннигиляции в электродинамике.
3. Впервые изучается влияние постоянного магнитного поля на
ізаішодействне суперсимметричных частиц во втором порядке теории
іоомущенпй - процесс излучения заряженным лептоном Z'- пары су-
ісрсимметричных нейтрино йе, v\ п другого заряженного лептона /~:
юлучено общее выражение для вероятности процесса /'"" -> /_+l7;<+l7( в
іагинтном поле с учетом поляризационных состояний пептонов, спра-
іедливое при любых соотношениях масс взаимодействующих пептонов,
пх энергий и напряженности внешнего поля.
-
Исследуется супер симметричный распад тяжелого лептона в сильном магнитном поле, анализируются возникающие при этом спиновые эффекты. Проводится сравнение вероятности суперснмметрич-ного распада мюона /х — е 4- v^ + ve в сильном магнитном ноле (Н > mjt/e) с вероятностью аналогичного распада ц — е + v^ + ve в стандартной теории электрослабого взаимодействия.
-
Впервые рассматривается магннтотормозное излучение пары спейтрпно заряженным релятивистским лептоном в постоянном сильном магнитном поле, при этом также учитываются спиновые состояния лептонов.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ диссертации определяется тем, что полученные в ней результаты могут быть применены для анализа влияния внешних электромагнитных полей на протекание процессов взаимодействия заряженных лептонов с нейтральными бессшшовымн бозонами различного типа, которые возникают в альтернативных теории Глэшоу-Вайнберга-Салама калибровочных моделях. Приведенные в работе общие выражения для вероятности излучения пары сней-трино заряженным лептоном во внешнем поле, а также результаты исследования конкретных неизученных ранее распадов могут использоваться при дальнейшем рассмотрении проблемы воздействия электромагнитных полей произвольных напряженностей на процессы с участием супер симметричных частиц.
АПРОБАЦИЯ ДИССЕРТАЦИИ И ПУБЛИКАЦИИ. Основные результаты диссертации докладывались на сессиях ОЯФ АН СССР (Москва, 1989-1990 гг.), I Гродененской конференции молодых ученых (Гродно, 1990 г.), научной конференции МГУ "Ломоносовские чтения" (Москва, 1991 г.), V Школе молодых ученых МГУ "Элементарные частицы и внешние поля" (Ярославль, 1992 г.), VI Ломоносовской конференции "Космомнкрофизпка п калибровочные поля" (Москва, 1993 г.). По материалам, вошедшим в диссертацию, сделаны доклады на теоретическом семинаре кафедры физики элементарных частиц физического факультета Берлинского университета им. Гумбольдта (ГДР, 1989 г.), на теоретических семинарах физических факультетов университетов Неаполя, Рима и Флоренции (Италия, 1992-1993 гг.), на семинарах кафедры теоретической физики физического факультета МГУ. Основные результаты диссертации вошли также в лекцию, прочитанную в Международном центре теоретической физики в Триесте (Италия, 1993 г.)
По материалам диссертации опубликовано 5 работ, список которых приведен в конце автореферата.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из четырех глав, заключения и списка цитированной литературы, содержащего 165 наименований. Общий объем 109 страниц, в работе имеется 9 рисунков.
