Фотон-фотонные и фотон-нейтринные процессы в сильно замагниченной электрон-позитронной плазме

• Автор: Румянцев, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Глава I. Нейтринное рождение лептонных пар во внешнем

электромагнитном поле

1. Введение

2. Расчет дифференциальной вероятности на основе решений

уравнения Дирака

3. Полная вероятность процесса

4. Средняя потеря энергии и импульса нейтрино

Глава II. Обобщенная амплитуда п-вершинного однопетлевого

процесса в сильном магнитном поле

1. Введение

2. Общий анализ п-вершинного однопетлевого процесса

в сильном магнитном поле
3. Процессы с участием фотонов
4. Процесс 77 —>
4.1. Анализ процесса 77 —» мм в вакууме
4.1.1. Стандартное электрослабое взаимодействие
4.1.2. Обобщение стандартной модели с нарушенной лево-правой симметрией
4.2. Учет влияния внешнего поля на процесс 77 —* иг>

4.3. Амплитуда и сечение процесса 77 —> в модели
с нарушенной лево - правой симметрией
4.4. Проявления процесса 77 —> ий в астрофизике
4.5. Влияние замагниченной электрон-позитронной плазмы на процесс 77 —> г/р в модели с нарушенной
лево - правой симметрией
5. Процесс 77 —> иР7
Глава III. Расщепление фотона на два фотона в сильно
замагниченной плазме
1. Введение
2. Вычисление амплитуды
3. Дисперсионные свойства и кинематика
расщепления фотона
4. Вероятность расщепления фотона в сильно замагниченной
среде
Заключение
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Литература

В настоящее время установленный факт активного влияния среды на квантовые процессы, протекающие в ней, является одним из стимулов постоянно возрастающего интереса к космомикрофизике - относительно недавно возникшей научной дисциплине, лежащей на пересечении физики элементарных частиц, астрофизики и космологии [1-3]. Одной из задач, решением которой занимается космомикрофизика, является изучение квантовых процессов в экстремальных физических условиях, а именно, в сильных электромагнитных полях и/или горячей плотной плазме. Такие условия могли существовать в ранней Вселенной и реализуются в различных астрофизических объектах, и должны оказывать существенное влияние па протекание квантовых процессов, открывая или значительно усиливая реакции, кинематически запрещенные или сильно подавленные в вакууме.
Изучение процессов с участием элементарных частиц в экстремальных условиях имеет свои особенности. Помимо высоких температур и больших плотностей материи в таких объектах необходимо также учитывать наличие интенсивного электромагнитного поля, которое может генерироваться внутри них. Отметим, что сильное электромагнитное поле может проявлять себя, как среда, которая существенно влияет как на дисперсионные свойства частиц, так и на их взаимодействие друг с другом. Наиболее сильно это проявляется, когда величина напряженности магнитного поля становится больше так назваемого критического значения Ве = т2е/е ~ 4.41 • 1013 Гс *.
хМы используем естественную систему единиц с = Л = 1.е>0 - элементарный заряд.

4 Процесс 77 —> ии
4.1 Анализ процесса 77 —* уь> в вакууме и слабом поле
4.1.1 Стандартное электрослабое взаимодействие
По-видимому, историю исследований петлевого электрослабого процесса превращения фотонной пары в пару нейтрино - антинейтрино нужно отсчитывать от статьи Б. Понтекорво [108], указавшего на его возможную роль в астрофизике. Процесс описывается двумя диаграммами Фейнмана с виртуальным фермионом в петле и с перестановкой фотонов, рис. 4. Здесь большой кружок изображает эффективное слабое взаимодействие фермиона с нейтрино.
Рис. 4: Диаграммы Фейнмана для процесса 77 —> ии.
Для анализа имеющихся в литературе результатов амплитуду процесса, с учетом градиентной инвариантности электромагнитного взаимодействия, удобно записать в следующем самом общем виде
м3 = ^ Ырг) ЩІ-Р2)} Я^/Г» (2.24)
где индекс і определяет сорт нейтрино, і = е, /л, т 2, /а/3 = дає/3 — д^єа - тензор электромагнитного поля фотона в импульсном пространстве. Тензор Кар ці;, который является дираковской матрицей, должен быть
2Выражение (2.24) легко обобщается на случай лептонного смешивания.