Введение к работе
Актуальность проблемы. Стандартная теория Вайнберга-Салама ВС) па сегодняшний день прекрасно описывает всю громадную совокуп-ость даппых по электрослабым процессам при энергиях, достижимых на овременных ускорителях. Однако предсказательная часть теории, столь лестяще подтвержденная открытием W- и Z-бозонов, еще окончательно е завершена, в частности, из-за различных трудностей при эксперимен-альных попытках обнаружения дублета хиггсовских скаляров. С теоре-ической точки зрения вид незавершенной теории модели ВС придает на-ичие произвольных параметров - угла Вайнберга и юкавских констант вязи, определяющих массы лептонов и кварков. Также неясен вопрос о оличестве лептопных (и кварковых) поколений. Несмотря на огромное оличество работ, снимающих указанные трудности — в основном путем бъединения электрослабых взаимодействий с сильными или введения до-олнительных хиггсовских скаляров и других новых частиц, вопрос о мо-ификациях теории ВС остается открытым.
Отсутствие достоверных экспериментальных данных также не позволяет кончательно решить вопрос, имеющий принципиальное значение для тео-етического описания физики элементарных частиц и астрофизики: имеет и нейтрино массу? Если нейтрино имеют массу хотя бы порядка несколь-их электронвольт и если времена их жизни сравнимы с временем жизни іселенной или превышают его, то они могли бы составлять основную мас-у вещества в пей. Массивпость нейтрино очень заметно сказалась бы па асширении Вселенной, первичном нуклеосинтезе, формировании и ста-ильпости структур во Вселенной. Для массивного нейтрино становится озможным смешивание в лептониом секторе теории, что в свою очередь риводит к таким интересным явлениям как нейтринные осцилляции, тес-о связанные с проблемой "дефицита" солнечных нейтрино, и редкие рас-ады с несохранением лептонного числа.
Устойчивый многолетний интерес к распадам /; -» fjj (/г- и fj - фер-ионы с одинаковым электрическим зарядом, но разным ароматом) объ-сняется чувствительностью этих процессов к массам и углам смешивания іермионов, известных и неизвестных. Поэтому их изучение может приве-ш к новой физике за пределами стандартной модели.
Вместе с тем, в связи с развитием методов получения интенсивных элек-
тромагнитных полей всегда интересное теоретическое исследование процессов в экстремальных условиях - в области сильных внешних полей -приобретает особое значение. Оказывается, что внешнее поле является не только катализатором слабых распадов фермионов, приближая значение вероятности процессов к возможным для обнаружения с помощью современной измерительной техники, но и открывает дополнительные возможности для их регистрации, например, через изучение поляризации излучения.
Учет внешних условий необходимо проводить и в другой области. Из-за сложной непертурбативной структуры вакуума КХД наиболее актуальным в настоящее время методом исследования является моделирование его свойств таким образом, что становится возможным проведение ан&чи-тического изучения процессов, обусловленных структурой вакуума, и при учете характерных вакуумных черт нолучепие новой физической информации. Поэтому внешнее поле может быть использовано для моделирования структуры вакуума КХД, например, для отображения таких его свойств как наличие кваркового и глюонного вакуумного конденсатов. Простая модель вакуумного глюонного конденсата - через различные конфигурации внешнего хромомагнитного поля - оказывается удобной, в частности, для учета влияния вакуумного глюонного конденсата на хорошо известные и рассчитанные по теории возмущений процессы, например, на аннигиляцию е+е~-пары в адроны.
Таким образом, исследование процессов фоторождения и радиационных распадов фермионов в калибровочных теориях в присутствии внешних полей, которые моделируют различные экспериментальные ситуации и некоторые особенности вакуума квантовой хромодинамики, на сегодняшний день является актуальным.
Целью диссертационного исследования является изучение влияния внешнего поля и массы нейтрино на вероятность радиационного распада и фоторождения нейтринной пары, исследование поляризационных свойств излучения; изучение поправок за счет глюонного вакуумного конденсата к полному сечению аннигиляции е+е~ в адроны и к вероятности инклюзивного радиационного распада В-мезона, исследование их свойств в зависимости от вида внешнего поля, моделирующего глюонный конденсат.
Научная новизна. В диссертационной работе впервые получено вы-
ажение для вероятности распада нейтрино во внешнем поле, содержащее ак зависимость от массы нейтрино, так и зависимость от впешпего по-я; исследованы поляризационные свойства излучения. Рассмотрен кросс-анал реакции, изучены как случай аннигиляции фотона в нейтринную ару, так и случай рассеяния на внешнем поле. Для различных копфи-ураций внешних полей, моделирующих глюонный вакуумный конденсат, чтены поправки, связанные с вакуумной структурой к полному сечению ннигиляции е+е~ в адроны, а также непертурбативный вклад вакуумного люонного конденсата в вероятность инклюзивного распада Д-мезона.
Научная и практическая ценность работы. Рассчитанная в диссер-ации вероятность радиационного распада нейтрино как и обнаруженная :оляризация излучения могут быть использованы при экперименталыюй іегистрации процесса. Рассчитанное время жизни фотона до распада на :ейтринно-антинейтринную пару позволяет оценить вклад этого механиз-іа при расчете энергетических потерь нейтроных звезд и пульсаров. Поученные непертурбативные зависимости от глюонного конденсата в пра-илах сумм для адронной поляризации вакуума как и явный учет влияния глюонного конденсата на вероятность радиационного распада ІЗ-мезоиа правдывают разработку и исследование данного направления, моделиру-эщего простым, но эффективным способом структуру вакуума в квантовой ромодипамике.
Результаты могут быть использованы в НИИЯФ МГУ, ИЯИ, ЛТФ ИЯИ, >ИАН, ИТЭФ, МГПУ.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладыва-шсь на научных конференциях ОЯФ РАН "Фундаментальные взаимодей-твия элементарных частиц" /Москва 1994, 1995 г./, на VII Ломоносовской опференции "Проблемы фундаментальной физики" /Москва, 1995 г./, Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным іаукам "Ломоносов '96" /Москва, 1996 г./, на конференции "Ломоносов-кие чтения" /Москва, 1997 г./, обсуждались на семинарах физического факультета МГУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, список при-
веден в конце автореферата.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы из 122 наименований. Общий объем диссертации составляет 91 страницу.
