Фотон-нейтринные процессы во внешнем магнитном поле и плазме

• Автор: Чистяков, Михаил Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 111 с. : ил

Глава I. Двухфотонное рождение нейтринной пары в сильном магнитном поле

1. Введение

2. Вершина VI/77

3. Нейтринная светимость фотонного газа

Глава II. Расщепление фотона на два фотона в сильном магнитном поле

1. Введение

2. Кинематика расщепления фотона 7 —► 77

3. Амплитуда процесса 7 —► 77 в сильном магнитном поле

4. Вероятность расщепления фотона

5. Обсуждения и выводы

Глава III. Затухание фотона в результате рождения электрон-позитрон-ной пары в сильном магнитном поле
1. Введение
2. Затухание электромагнитной волны в сильном магнитном
поле
Глава IV. Фотон-нейтринные процессы і/ -► 1/7 и 1/7 -> у в сильно замагниченной плазме
1. Введение
2. Вычисление амплитуды
3. Вычисление вероятности процессов
Заключение
Приложение А
Приложение Б
Приложение В

Приложение Г
Приложение Д
Литература

В настоящее время одним из наиболее интенсивно развивающихся разделов физики является космомикрофизика - относительно недавно возникшая научная дисциплина, лежащая на пересечении физики элементарных частиц, астрофизики и космологии [1-3]. Основными объектами исследования космомикрофизика являются ранняя Вселенная и астрофизические объекты, в которых реализуются экстремальные физические условия. Для понимания процессов, которые происходят в таких объектах с одной стороны требуется привлечение теории элементарных частиц. С другой стороны, элементарные частицы - фотоны, нейтрино и космические лучи являются в настоящее время основными источниками информации о наиболее грандиозных явления во Вселенной. Все это дает основание рассматривать раннюю Вселенную и многие астрофизические объекты как гигантские естественные лаборатории физики элементарных частиц, намного превосходящие по своим возможностям наземные ускорители. Именно из астрофизических наблюдений в настоящее время получают наиболее сильные ограничения на свойства как известных, так и гипотетических частиц и на параметры их взаимодействия.
Известны три основных метода, позволяющие использовать звезды в качестве лабораторий физики частиц. Во-первых, звезды - естественные источники фотонов и нейтрино, детектируемых на Земле. Поскольку эти частицы проходят значительные расстояния до того момента, как они попадают в детектор, представляет несомненный интерес исследование эффектов дисперсии и распространения, включая осцилляции нейтрино или аксион-фотонные осцилляции в магнитных полях. Хорошо известно, что расхождение между предсказанными теоретически и полученным

амплитуды на фазовый объем:
и'аа'аЧт - -уУ) = 32^ / Мхх'Х"2гхгх,гХп х
где множитель <7 = 1 — введен для учета возможной тождественности фотонов в конечном состоянии, множители % учитывают возможные большие радиационные “поправки"в окрестности резонанса, сводящиеся к перенормировке волновой функции реального фотона с конкретным законом дисперсии ш = <Ц( С учетом свойств амплитуд (2.21)-(2.24) и кинематики процесса 7 —> 77, описанной в разделе 2, разрешенными каналами расщепления являются 1 —► 2 2, 1 —>■ 12, 2 —>12, 2 —>2 2. Отметим, что фотон моды 2 может распадаться на два фотона только в кинематической области = ш2 — > 4т2. Однако в этой области для него имеется “древесный"канал 7 —► е+ е~ [88], с существенно большей вероятностью распада
С другой стороны, распад фотона моды 1 на электрон-позитронную пару
приближении может распадаться только на два фотона. Следовательно, физический интерес с точки зрения возможных астрофизических приложений [67] представляет вычисление вероятностей расщепления фотона по каналам 1 —» 2 2 (разрешенный в коллинеарном пределе) и 1 —* 1 2 (запрещенный в коллинеарном пределе).
Как видно из (2.25), вычисление вероятности является сложной математической задачей. Мы провели численный расчет вероятности рас-
(2.26)
закрыт при ш < т + у/т2 + 2еВ, и такой фотон в низшем неисчезающем