Осцилляции и излучение нейтрино во внешних полях и движущихся средах

• Автор: Григорьев, Александр Валентинович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 115 с. : ил.

1 Введение

1.1 Нейтрино в современной физике элементарных частиц

1.2 История развития идеи об осцилляциях нейтрино

1.3 Осцилляции нейтрино (современное состояние проблемы)

1.3.1 Экспериментальное исследование нейтринных осцилляций

1.3.2 Экспериментальные ограничения на массу и параметры смешивания нейтрино

1.3.3 Теория осцилляций нейтрино

1.3.4 Новейшее развитие теории осцилляций нейтрино

в среде и во внешних полях

1.4 Основные результаты диссертации

2 Флейворные осцилляции нейтрино

в движущейся и поляризованной среде
2.1 Характеристики движущейся и поляризованной среды
2.2 Эффективный гамильтониан нейтрино
2.3 Осцилляции нейтрино в однородной среде
2.4 Осцилляции нейтрино в неоднородной среде
2.5 Обобщенное уравнение Дирака для нейтрино в среде
2.5.1 Дираковское нейтрино
2.5.2 Майорановское нейтрино

3 Спиновый свет нейтрино в гравитационном поле
# 3.1 Уравнение эволюции спина нейтрино
3.2 Спиновые осцилляции
3.3 Спиновый свет нейтрино в гравитационном поле
4 Квантовая теория спинового света нейтрино в среде
4.1 Решение обобщенного уравнения Дирака для
нейтрино в среде
4.2 Амплитуда процесса
4.3 Энергетический спектр фотонов
4.4 Условия применимости квазиклассического подхода
4.5 Вероятность и мощность излучения
4.0 Угловое распределение
ф 4.7 Поляризация спинового излучения нейтрино
5 Заключение
А Детали вычисления матричного элемента спинового света
нейтрино в среде

TjiciBci
1.1 Нейтрино в современной физике элементарных частиц
Нейтрино с самого момента его предсказания Паули в 1929 году занимает особое место в физике элементарных частиц. Эта частица сыграла ключевую роль в развитии теорий слабого взаимодействия, явившись необходимым элементом первой теоретической модели слабых взаимодействий, которая была предложенна Ферми в начале 30-х годов. Болес глубокое понимание свойств нейтрино позволило затем сформулировать V — А теорию слабых взаимодействий, что последовало за открытием несохранения четности в 1956 году Ву и др. и измерением сниралыюсти нейтрино в эксперименте Голдхабера в 1958 году. Следующим этапом развития физики слабого взаимодействия стало объединение слабых и электромагнитных взаимодействий в единую схему - стандартную модель электрослабых взаимодействий Вайнберга-Салама-Глешоу (ВСГ), структура которой также существенным образом зависит от свойств нейтрино. Первым экспериментальным указанием на справедливость этого объединения стало открытие в 1973 году нейтральных токов в нейтринном эксперименте на ускорителе CERN. С нейтрино также связан и завершающий этап в построении стандартной
обобщенного уравнения БМТ [64,69,80] была построена квазиклассическая теория данного эффекта для случая, когда отдача нейтрино пренебрежимо мала (подробнее о границах применимости квазиклассического подхода см. главу 4). В рамках данной теории были получены выражения для углового распределения и полной мощности излучения в произвольно движущейся и поляризованной среде в присутствии электромагнитного поля и изучены его свойства. Характерными особенностями излучения явились сильная зависимость полной мощности излучения от лоренц-фактора нейтрино и плотности среды в системе се покоя I ~ (7П0)4, а также присущая ультрарелятивистским частицам узкая угловая направленность в конусе с углом раствора в ^ 7-1. В работе [89] также показано, что при характерных для астрофизических объектов напряженностях магнитного ноля спиновое излучение испускается более эффективно, чем черепковское, если плотность вещества довольно высока (щ > 1030 см-3). Данные свойства спинового излучения нейтрино указывают на то, что оно может иметь важное значение для процессов, протекающих в плотных астрофизических объектах и в сильных полях в астрофизике и космологии. Отметим, что излучение нейтрального фермиона, обладающего аномальным магнитным моментом, было рассмотрено в [95].
В процессах, происходящих вблизи плотных астрофизических объектов, таких как нейтронные звезды, черные дыры и квазары, существенную роль начинает играть гравитационное взаимодействие. Поэтому может оказаться, что в этих случаях эффекты, связанные с нейтрино могут проявлять себя иначе, нежели как в плоском пространстве. Кроме того, в подобных условиях возможно появление новых эффектов, обусловленных взаимодействием нейтрино с гравитационным полем. Одной из самых первых работ, посвященной данной теме является работа [97] где, в частности, исследуется уравнение Дирака в гравитационном поле, из которого выводится радиальное волновое уравнение для нейтрино в