Введение к работе
Актуальность проблемы. Стандартная модель взаимодействии --элементарных частий, объединившая квантовую хромодинами-ку (КХД) и члектроелабую теорию ВайибергаЧ^алама-Тлешоу в калибровочную SU('i) X SU(2) х /(1)-теорню, предписывает введение единственного дублета скалярных хиггсовских полей, которые спонтанно нарушают симметрию исходного лагранжиана,модели от члектросла-бой калибровочной группы SU(2) х U(l) до члектрбмагнитной U(m(l).
Станда])тпая модель объяснила и предсказала многие зкеперимен-тальные факты. Однако, несмотря на достигнутые успехи, данная теория имеет ряд нерешенных проблем.
Поэтому активно разрабатываются расширенные варианты стандартной модели, призванные устранить имеющиеся в ней трудности. Обычно такие теории предполагают введение дополнительных наборов скалярных хнггсовскпх полей с ненулевыми вакуумными средними, спонтанно нарушающими симметрии исходного лагранжиана изапмо-деіістиніі. что приводит к предсказанию новых частин — голдстоунов-ских бозонов.
В течение последних двадцати лет в литературе широко обсуждаются свойства аксиопа — лссвдоголдстоунопекого бозона, соответствующего спонтанному нарушению глобальной Г/(1)/'у-симметрин Печчен-Квин. Эта частица была введена в теорию для компенсации априорно сильного нарушения СР-четности в сильных взаимодействиях.
Экспериментальное оп])ове])жепие первоначальной аксионпой модели, предложенной Печчеи и Кпин, оставило возможность роализа--иди схемы Печчои-Кшш в различных моделях "невидимого" акснона. предполагающих чрезвычайно слабое взаимодействие гипотетической частицы с обычными частинами (кварками, лептонами, фотонами).
В настоящее время акеиоп недоступен для регистрации в лабораторных условиях, однако предположение о его существовании приводит к важным следствиям в астрофизике и космологии. В частности, процессы рождения аксионов частицами горячей сверхплотной звездной среды в присутствии сильных внешних электромагнитных полей могут привести к дополнительным механизмам потери --шерпиі звездой.
Для аксионной модели, в которой гипотетическая частина связана с
:(
-электронами нн древесном уровне, представляет интерес изучить влияние сильного постоянного внешнего '-электромагнитного поля на рнз-личные процессы испускания акспонов релятивистскими электронами, используя метод точных решении для волновых функций и пропнгато-ров заряженных частиц во внешнем поле. Расчет различных вкладов в аксионную светимость вы]х»кдениого релятивистского --электронного, газа нейтронной звезды и сопоставление со стандартной нейтринной светимостью позволяет получать астрофизические ограничения сверху на константу нкснон-злектронноіі связи и массу аксиона.
Астрофизический метод исследования свойств аксиона опирается на оогатые традиции нейтринной астрофизики, в которой также существует множество нерешенных проблем. Сохраняют актульность исследования свойств нейтрино, распространяющегося в среде электрон-по-зптронного газа при конечных значеннях температуры и плотности в присутствии сильных внешних --электромагнитных полей.
Целью диссертационного исследования является получение новых астрофизических ограничении сверху на константу акепон-з-лек-тронной связи и массу аксиона на основе вычисления вкладов различных механизмов рождения аксионпв электронами в аксионную светимость намагниченного --электронного газа и расчет радиационного сдвига -энергии нейтрино в плотном горячем злектрон-позитронном газе с использованием методов конечнотемпературной квантово/і теории поля с учетом влияния сильного внешнего магнитного поля.
Научная новизна. В диссертационной раооте впервые исследован синхротронний механизм испускания аксиопов релятивистскими -элек-троиамп в присутствии магнитного поля. Установлено, что в условиях оГюлочек чамагнпчеппых нейтронных звезд --этот механизм акеионных потерь конкурирует с вкладом в светимость звезды, ВНОСИМЫМ комп-ТОПОИСКІШ фоторождопнем акспонов на --электронах. Найдены новые астрофизические ограничения сверх)' па константу нкспон-злектрон-ной связи и массу аксиона.
Получена в интегральном виде точная формула для вклада в радиационный сдвиг -энергии нейтрино, обусловленного -эффектами взаимодействия со средой злоктроп-позптронного газа в присутствии нненпю-
