Экзотические распады частиц в моделях с дополнительными измерениями

• Автор: Кирпичников, Дмитрий Викторович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 87 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Модифицированная модель Рэндалл-Сандрума
1.1 Волновая функция в дополнильных измерениях
1.1.1 Безмассовое векторное поле в объемлющем пространстве
1.1.2 Массивное векторное ноле в объемлющем пространстве
1.2 Аннигиляция в фотон и ничто
1.3 Би(2)у х и(1)у в объемлющем пространстве
1.3.1 Действие модели
1.3.2 Сечение рассеяния процесса е+е~ —>• 7 + ничто
1.4 811(2)’^ на бране, а и(1)у в объемлющем пространстве
1.4.1 Действие модели
1.4.2 Сечение рассеяния процесса е+е” —> 7 + ничто
Глава 2. Сигнал на е+е~ коллайдере
2.1 Недетектируемый распад ^-бозона
2.2 Вылет гравитона с браны в модели АДД
2.3 Аннигиляция в фотон и два нейтрино
2.4 Численный анализ процессов е+е~ аннигиляции
2.5 Результаты
Глава 3. Рождение недетектируемых частиц в экспериментах на БАК
3.1 Сигнал на БАК
3.1.1 Результаты
Глава 4. Петлевые поправки к пропагатору векторного поля с браны на брану

4.1 Модель доменной степки
4.1.1 Спектральное разложение векторного пропагатора в модели доменной стенки
4.1.2 Инфракрасная расходимость, пропорциональная объему дополнительного измерения
4.1.3 Однопетлевой вклад фермионов в векторный пропагатор с браны
на брану
4.2 Модель РС
4.2.1 Пропагатор векторного поля в модели РС2-1
4.2.2 Однопетлевой вклад 0-однородпых фермионных полей в векторный пропагатор с браны на брану
4.2.3 Вклад ^-неоднородных фермионных КК возбуждений
4.3 Результаты
Глава 5. Заключение
Глава 6. Приложения

Введение
Модели, в которых пространство время содержит более трех измерений с давних пор привлекали внимание исследователей. Так, в 1914 году Нордст-ремом была предпринята попытка объединить теорию электромагнетизма со скалярной гравитацией [1], добавив в теорию пятое пространственное измерение. Позднее Калуца [2] и Клейн [3] также рассматривалали пятимерную модель пространства времени в контексте объединения эйнштейновской теории относительности и электромагнетизма. Фотонное поле в такой модели является компонентой пятимерного метрического тензора <7^5. Эти работы послужили толчком к развитию моделей, в которых динамика калибровочного поля интерпретируются с геометрирческой точки зрения.
В 70-х годах XX века вновь проявляется интерес к моделям Калуцы-Клейна в связи с бурным развитием теории струн и М-теории, самосогласованные модели которых предполагают наличие дополнительных пространственных измерений. Для того, чтобы многомерные модели фундаментальных взаимодействий не противоречили наблюдаемой четырехмерной картине мира, считается, что дополнительные пространственные измерения компактифицированы, скажем, па окружностях малого радиуса, или же на других многообразиях микроскопического размера. Характерный масштаб компак-тификации измерений может достигать планковских размеров//^ ~ 10-33 см.
В начале 80-х годов была высказана гипотеза о том, что дополнител-пые пространственные измерения могут быть некомпактными, или же вовсе иметь бесконечный размер [4, 5]. В таких моделях обычная материя заключена на трехмерном многообразии - брапе, вложенной в многомерное пространство. Соответствующие сценарии физики частиц называют моделями "мира на брапе".
Общим свойством моделей "мира на бране"является вылет частиц с бравы в дополнительные измерения бесконечно большого размера. Это свой-

» • SU(2)шк x U()uk n = 5, к = 400 GeV ...... SU{2)brane x U{l)ltulk n = 5, к = 300 GeV
a a ADD n = 3, Mu = 1260 GeV SM
Рис. 2.2. Сечение процесса e+e —> 7 + nothing при энергии y/s = 1 ТэВ, проинтегрированное по углу вылета фотона в интервале —0.8 < cos# < 0.8.
у/s = 1000 GeV, -0.8 < cos 0 < 0.

Ч А •

250 300
transverse photon energy qj [GeV]
» • SU(2)buik x C/(l)b«/jk n = 4, fc = 900 GeV ...... SU(2)bra„c x f/(l)w* n = 4, fc = 600 GeV
a a ADD n = 2, Afo = 2160 GeV SM
Рис. 2.3. Сечение процесса e+e —>• 7 + nothing при энергии y/s = 1 ТэВ, проинтегрированное по углу вылета фотона в интервале —0.8 < cos# < 0.8.