Scientific.ru
Новости науки
29.04.03 Обзор hep-ph за 7 -- 25 апреля 2003 года: избранные статьи



Нейтринные осцилляции

Прежде, чем переходить к обзору статей, хочу отметить, что за последние несколько месяцев в архиве епринтов разгорелась нешуточная дискуссия вокруг когерентности нейтринных осцилляций. Сходу вчитаться в эти работы не получилось, поэтому я просто перечислю список статей, составляющих эту дискуссию:

hep-ph/0301231
Lepton Flavour Eigenstates do not Exist if Neutrinos are Massive: `Neutrino Oscillations' Reconsidered // J.H.Field
hep-ph/0302026
Coherence and Wave Packets in Neutrino Oscillations // C. Giunti
hep-ph/0302045
Coherence in Neutrino Interactions // C. Giunti
hep-ph/0303151
Spatially Dependent Quantum Interference Effects in the Detection Probability of Charged Leptons Produced in Neutrino Interactions or Weak Decay Processes // J.H.Field
hep-ph/0303241
A comment on the paper `Coherence in Neutrino Oscillations' by C.Giunti. Either lepton flavour eigenstates or neutrino oscillations do not exist // J.H.Field
hep-ph/0304187
What is coherent in neutrino oscillations // Harry J. Lipkin
По-видимому, нейтринные осцилляции оказались не таким простым вопросом для теоретиков. Отметим также еще одну интересную статью, близкую к этой дискуссии.
hep-ph/0304082
Убыстрение эволюции благодаря квантовому запутыванию -- многочастичные эффекты в нейтринной физике
(Speed-up through entanglement – many-body effects in neutrino processes)

N.F. Bell, A.A. Rawlinson, R. F. Sawyer
Comments: 13 pages, 3 figures

В данной статье подробно обсуждается интересное квантовомеханическое явление, которое оказалось важным для эволюции многонейтринных состояний и для нейтрино-нейтринных реакций вообще. В квантовой механике возможны случаи, когда волновая функция многочастичного состояние не представляется в виде произведения одночастичных волновых функций. Это -- квантово-запутанные состояния (наиболее известны запутанные состояния фотонов).

Оказывается, иногда эволюция (эволюция в импульсном пространстве за счет взаимодействия с другими нейтрино) такого запутанного многонейтринного состояния может протекать быстрее, чем если бы нейтрино были независимыми (т.е. описывались бы своими собственными волновыми функциями). Почему это так важно для нейтрино? Дело в том, что реакции с участием нейтрино обладают очень маленькими сечениями, и потому сама по себе эволюция многочастичных нейтринных состояний может быть очень медленной. Значит, описываемые здесь эффекты убыстрения эволюции за счет запутанности могут быть наблюдаемыми. Кроме того, описываемый эффект является одним из редких макроскопических квантовых эффектов, и интересен сам по себе.

Теперь перейдем собственно к обзору


hep-ph/0304037
Взгляд на протон через "цветные" фильтры
(Viewing the Proton Through “Color”-Filters)

Authors: Xiangdong Ji
Comments: 4 pages

Если в квантовой механике рассмотреть какую-либо связанную систему, то полное ее описание будет даваться ее волновой функцией. Однако на опыте мы измеряем не саму волновую функцию, а такие величины, как, например, плотность вероятности или формфакторы, которые содержат существенно меньше информации.

Есть, однако, интересная величина, которая называется вигнеровским распределением: это распределение не в координатном и не в импульсном пространстве, а сразу и там, и там, то есть в фазовом пространстве. Она также квадратична по волновой функции, но при этом она несет в себе больше информации, чем просто плотность вероятности.

Величину, аналогичную вигнеровскому распределению, можно ввести и в квантовой теории поля, только теперь она уже будет оператором. В данной статье развивается формализм описания протона (протон взят для примера) в терминах вигнеровского распределения. Самый важный вывод статьи: вигнеровское распределение протона, оказывается, нетривиально связано с экспериментально наблюдаемыми величинами, в частности, с обобщенными партонными плотностями. И более того, авторы находят совершенно неожиданную визуализацию этих плотностей: параметр недиагональности, оказывается, связан с величиной деформации протона.

Слегка настораживает то, что изложение какое-то слишком классическое и дано всего на 4 страницах; обычно новые теоретические описания адронов выглядят на порядок более впечатляюще. Если все же в этом подходе все верно, то перед нами -- очень свежий и интересный взгляд на протон, который, к тому же, неожиданно дал визуальную картинку для некоторых полуабстрактных понятий.

hep-ph/0304058
Экзотические барионы в топологических солитонных моделях
(Exotic baryon states in topological soliton models)

Authors: H. Walliser, V.B. Kopeliovich
Comments: 13 pages, 4 postscript figures, submitted to JETP

Недавно мы рассказывали о наблюдении экзотического бариона с положительной странностью. Именно такой барион был предсказан солитонной моделью, и неудивительно, что после этого открытия исследования солитонной модели получили новый импульс (см. комментарий к статье hep-ph/0303138).

В данной статье продолжается это исследование. Не претендуя на что-то громкое, авторы просто пытаются понять, какие последствия будет иметь это открытие для солитонной модели (в предположении, конечно, что этот резонанс действительно описывается солитонной моделью). Обсуждаются предсказания модели относительно прочих пентакварковых и даже септакварковых барионных состояний.

hep-ph/0304063
Таблицы интегралов-сверток
(Tables of convolution integrals)

Authors: A.B. Arbuzov
Comments: 13 pages

Мини-справочник для тех, кому приходится иметь дело с вычислением диаграмм, расфакторизованных на подпроцессы. В частности, приведенные таблицы интегралов будут полезны при вычислении эволюции партонных плотностей. Даны ответы для многих интегралов от логарифмов, дилогарифмов и полилогарифмов; кратко описаны свойства самих этих функций.

hep-ph/0304089
Сужение/расширение дифракционного конуса в реакциях эксклюзивного рождения векторных мезонов
(Shrinkage vs. anti-shrinkage of the diffraction cone in the exclusive vector mesons production)

Authors: I. P. Ivanov
Comments: 16 pages, 5 eps figures

Известно, что высокоэнергетические столкновения адронов идут за счет обмена неким интересным объектом -- Помероном. Свойства этого Померона можно изучать многими способами, но вот информацию о реджевской траектории померона можно излечь лишь в некоторых экспериментах. Один из них -- дифракционное рождение векторных мезонов, а точнее, изучение явления сужения дифрационного конуса в этой реакции.

Обычно считается (на основании простой однополюсной реджевской картинки), что рост наклона дифракционного конуса с энергией напрямую дает информацию о померонной траектории. Ан нет! В данной работе обращается внимание на не особо замечавшийся ранее эффект: вершина перехода фотона в векторный мезон приводит к расширению, а не к сужению дифракционного конуса. В результате связь измеренного на опыте сужения конуса с померонной траекторией оказывается совсем не столь очевидной.

hep-ph/0304093
Изучение эффектов Новой Физики через эволюцию фундаментальных констант со временем
(Time Variation of Fundamental Constants as a Probe of New Physics)

Authors: Paul Langacker
Comments: Presented at the Dirac Centennial Symposium, Florida State University, Tallahassee, December 2002, 9 pages

В последние годы активно обсуждается возможность эволюции фундаментальных костант со временем (см. страницу Эволюция фундаментальных констант со временем, посвященную обзору последних работ в этой области). Обычно считается, что такая эволюция -- экзотика, и надо постараться, чтоб теория смогла выдать медленно меняющуюся фундаментальную константу. В данной статье говорится, что в некоторых моделях такие медленные изменения констант возникают естественным образом. В частности, это теории с дополнительными размерностями, в которых низкоэнергетические фундаментальные константы связаны с радиусами (и с топологией) этих размерностей. Важным является наблюдение, что в таких теориях все фундаментальные константы "плывут" не независимо, а с определенном взаимосоответствии. Автор обсуждает, к чему может привести такая корреляция, и подчеркивает, что наблюдение изменений нескольких фундаментальных констант на космологических масштабах может оказаться совершенно новым, независимым способом заглянуть в сверхвысокоэнергетическую (возможно, и планковскую) физику!

новая идея? hep-ph/0304118
Единство всех элементарных частиц и взаимодействий в многомерных теориях
(Unity of elementary particles and forces in higher dimensions)

Authors: Ilia Gogoladze, Yukihiro Mimura, S. Nandi
Comments: 14 pages

Как построить теорию, описывающую все известные частицы? В принципе, это не так сложно, как кажется, и есть даже более-менее проторенный путь: изучайте всевозможные группы симметрий в многомерных пространствах и пытайтесь найти такую компактификацию, при которой эта группа симметрий разбивалась бы в произведение известных групп, описывающих сильные и электрослабые взаимодействия. Ну и желательно, чтоб при этом, для красоты, возникало три фермионных поколения.

В данной работе предложена одна из таких моделей всех частиц. Эта модель "естественным образом" включает три фермионных поколения, сильное и электрослабое взаимодействия, многодублетное (поскольку теория суперсимметричная) хиггсовское поле с "правильным" взаимодействием с калибровочными бозонами и юкавским взаимодействием с фермионами. Вопрос о предсказании масс, как я понял, всерьез не обсуждается, речь идет только о воспроизведении структуры Стандартной Модели.

С одной стороны -- здорово! С другой стороны, возникает вопрос о том, насколько это все осмысленно. Выбрана одна из многочисленных схем. Почему именно она должна реализоваться в Природе -- ответа нет. В общем, ощущение, что перед нами игра в комбинаторику.

hep-ph/0304122
Так что же такое партонная плотность?
(What exactly is a parton density?)

Authors: John C. Collins
Comments: 18 pages, 3 figs. To appear in the special issue of Acta Physica Polonica to celebrate the 65th Birthday of Professor Jan Kwiecinski

Поучительно-обзорная статья, обсуждающая понятие партонной плотности, как интегральной, так и дифференциальной. Даны несколько определений партонных плотностей, которые можно встретить в литературе и которые, с точки зрения автора, неверны.

hep-ph/0304128
К вопросу поиска сигналов Новой Физики в глобальных свойствах протон-протонных столкновений в ТэВной области энергий
(On signals of new physics in global event properties in pp collisions in the TeV energy domain)

Authors: A. Giovannini, R. Ugoccioni
Comments: 14 pages, 6 ps figures included

Статья, в которой обсуждается несколько необычный по своей постановке вопрос: какие профили, образы в экспериментально наблюдаемых распределениях нужно распознавать, чтоб наиболее точно почувствовать эффекты возможной физики вне Стандартаной Модели? В данной работе речь шла про конкретную физическую величину: распределение по множественности рожденных адронов в реакции столкновения протонов при полной энергии в системе центра масс 14 ТэВ (это отвечает коллайдеру LHC). Вывод: наиболее непохожими ни на что стандартное будут вогнутые изгибы на этом графике (так называемые "локти", или, по-астрофизически, "лодыжки"), а вот выпуклые изгибы ("плечи", или по-астрофизически -- "колени") как раз наоборот -- могут вполне естественно появиться и в Стандартной Модели.

обзор! hep-ph/0304132
Матрица Кабиббо-Кобаяши-Маскавы и унитарный треугольник
(The CKM Matrix and the Unitarity Triangle)

Authors: M. Battaglia et al.
Comments: 330 pages, Proceedings of the First Workshop on the CKM Unitarity Triangle, CERN 13-16 February 2002, to appear as CERN Yellow Report

Что тут сказать -- 330 страничный отчет о конференции, посвященной параметрам унитарного треугольника, их физическому смыслу, методам их извлечения из распадов К и В мезонов, обсуждение перспектив.

hep-ph/0304173
Как запараметризовать легкий и широкий резонанс (сигма-мезон)
(How to parameterize a light and broad resonance (the sigma meson))

Authors: Hanqing Zheng
Comments: Talk given at international symposium on Hadron Spectroscopy, Chiral Symmetry and Relativistic Description of Bound Systems, Nihon University, Tokyo, Japan. Feb. 24 -- 26, 2003

В квантовой механике резонансы часто описывают известной брейт-вигнеровской формулой. Однако уже в квантовой механике этот метод оказывается плохим, когда речь идет об очень широком резонансе, т.е. когда время жизни резонанса сравнимо с простым временем прохода падающих частиц через область взаимодействия. В квантовой теории поля возникает множество дополнительных усложнений: ширина резонанса начинает сильно зависеть от текущей массы, могут возникать пороги, связанные с кинематическим открытием новых каналов распада, и в результате форма резонанса становится очень непохожей на брейт-вигнер.

К сожалению, в физике элементарных частиц приходится иметь дело с такими широкими резонансами. Это, прежде всего, сигма-мезон (очень широкий резонанс в s-волновом взаимодействии двух пионов), про который до сих пор идут споры: есть он или нет его (см. обзор hep-ph/0303248 где делается вывод, что он, скорее всего, есть). Но если он есть, то его надо как-то параметризовать. В данной статье обсуждает, как это делать наиболее осмысленным способом.

hep-ph/0304194
К теории лестничного уравнения Бете-Салпетера
(On The Ladder Bethe-Salpeter Equation)

Authors: G. V. Efimov

Уравнение Бете-Салпетера -- наиболее честный из пертурбативных подходов к решению задачи о связанном состоянии в квантовой теории поля. Решить его непросто. В данной статье речь идет как раз о решении этого уравнения для простого случая, когда две скалярные частицы притягиваются друг к другу за счет обмена другой скалярной частицей и образуют связанное состояние. Для решения, проблема была вначале переформулирована как вариационная задача, затем было дано общее решение, и после этого детально проанализированы некоторые частные случаи (например, нерелятивистский предел).

hep-ph/0304213
Содержат ли обычные ядра экзотические состояния материи?
(Do Ordinary Nuclei Contain Exotic States of Matter?)

Authors: J. Arrington
Comments: Proceedings for the 19th Winter Workshop on Nuclear Dynamics, Breckenridge, Colorado, March 8-15, 2003, 6 pages, 4 figures

В статье исследуется гипотеза, что в самых обычных ядрах часть нуклонов может находиться уже в виде деконфайнмент-капелек адронного вещества. Это может происходить, когда из-за определенного вида нуклон-нуклонного взаимодействия, некоторые нуклоны в ядрах могут начать коррелировать попарно или группами. Причем корреляции могут быть настолько сильными, что эти нуклоны почти что сливаются и их кварковые распределения объединяются. Такой эффект не кажется удивительным, а является предвестником фазового перехода деконфайнмента.

На Рисунке показана фазовая диаграмма ядерного вещества. Зеленой полосой показана область, когда газ отдельных адронов начинает "сгущаться" и приводить к деконфайнменту. Обычные ядра, как видно, уже довольно близки к этой границе, а если им чуть-чуть помочь (например, стукнув по ним виртуальным фотоном, то эту границу можно даже перешагнуть). Именно это и пытаются сделать в ускорительном центре JLab, и перспективы этого исследования также описываются в статье.

Игорь Иванов

Обсудить на форуме


На главную страницу