Возможность того, что фундаментальные физические постоянные
могут "плыть" со временем, вновь стала предметом активных обсуждений
год назад. Тогда были опубликованы данные по квазарам, свидетельствующие в пользу того, что постоянная тонкой структуры несколько миллиардов лет назад слегка отличалась от нынешнего значения (см. наш комментарий). Существуют, однако, и другие измерения непостоянности alpha -- исходя из концентрации радиоактивных изопотов
в "природном реакторе" Окло в западной Африке. Эти измерения обладают на два порядка лучшей точностью, чем данные по квазарам, и находятся в существенном противоречии с последними. В данной короткой заметке обрисовывается сегодняшняя ситуация в этой области.
Хиггс на коллайдерах -- очередной обзор.
Установление того факта, что нейтрино массивны, привнесло в физику частиц нечто большее, чем просто экспериментально измеренных значения масс. Оно показало, что среди масс нейтрино существует иерархия. Таким образом, измеряя массы нейтрино, мы реально
вскрываем какой-то неустановленный пока механизм, приводящий к такому существенному неравноправию среди нейтрино разных сортов.
В этой заметке обсуждается круг вопросов, связанных с величиной масс нейтрино: возможный вклад эффектов вне Стандартной Модели, прямые и косвенные эксперименты по поиску и определению масс нейтрино.
В продолжение к предыдущему комментарию: это обзор подходов,
пытающихся объяснить наблюдаемую структуру массовой матрицы нейтрино.
Предлагается использовать реакцию упругого рассеяния нейтрино на протоне для детектирования высокоэнергетических нейтрино, идущих от сверхновых. Утверждается, что несмотря на небольшую энергию, получаемую протоном при отдаче, ожидается достаточно хороший сигнал.
Так же утверждается, что этот метод позволит разделить спектр разных сортов нейтрино.
Несколько месяцев назад было объявлено об открытии гейдельберско-московской группой давно уже искавшегося безнейтринного двойного бета-распада (оригинальная статья -- hep-ph/0201231, см. также заметку в Научной Сети). Спустя некоторое время появилась критическая статья 26 специалистов (hep-ex/0202018), утверждающая, что приведенные экспериментальные данные не позволяют делать столь громкие выводы.
Сейчас же, спустя еще три месяца, авторы возможного открытия отвечают на эту критику. Впрочем, надо заметить, что авторы критической статьи ответом, по-видимому, не удовлетворены: на следующий день после этого "ответа на критику" вышла обновленная версия самой критики (hep-ex/0202018, версия 2), утверждения которой не изменились. В общем, посмотрим, во что выльется эта полемика.
Представлен новый глобальный анализ солнечных нейтринных данных с учетом последних данных эксперимента SNO.
Рассматривается реакция рождения адронов (на кварковом уровне, то есть по сути кварк-антикварковая пара) в e+e- столкновениях. Расчет ведется, разумеется, не в древесном приближении (эти формулы все и так знают), а с учетом обмена фотонами или Z-бозонами между фермионами во всех порядках в рамках дважды логарифмического приближения. Исследовано возникающее в таких нефакторизуемых петлевых диаграммах явление зарядовой асимметрии: кварки с положительным зарядом летят преимущественно по направлению позитрона.
Всем известна партонная модель жестких адронных процессов:
представляя столкновения адронов как взаимодействие квазиреальных
партонов (кварков и глюонов), можно переписать полные сечения
взаимодействия не на языке амплитуд, а на языке вероятностей.
Когда речь идет, однако, не о полных сечениях, то вероятностная
картина не проходит, и вместо этого приходится вводить формализм матриц плотности. Такие "матрично-плотностные партоны" называются
обобщенными (а также "перекошенными") партонными распределениями. Именно они и изучаются в данной статье, правда, в отличие от многочисленных иных работ, анализ проводится не в поперечно-импульсном, а в поперечно-координатном представлении.
В статье также обсуждается, какую информацию об обобщенных
распределениях -- в обоих представлениях -- можно получить
из имеющихся экспериментальных данных.
Феноменологический подход к описанию дифракционных протон-протонных реакций с двумя или более щелями по быстроте. Напомним, что щель по быстроте является признаком периферического столкновения высокоэнергетических адронов, и описывается в теории с помощью такого объекта, как Померон. Реакции с несколькими щелями по быстроте являются по сути процессами, из которых можно узнать "строение" Померона.
а также
Партонные плотности -- величины, использующиеся в физике адронных столкновений не первый десяток лет. Почти столь же долго длится и деятельность нескольких групп (GRV, MRST, CTEQ) по аккуратному глобальному анализу всех доступных экспериментальных данных и извлечению партонных распределений в виде таблиц, удобных для непосредственного численного счета. Это поле деятельности уже давным-давно разработано вдоль и поперек, и потому кажется удивительным, что только пару лет назад были предприняты попытки анализа погрешностей, которые сопровождают эти таблицы партонных плотностей (см. статью Конференция DIS2001 глазами участника).
За последние два года наблюдался прогресс в понимании того, как именно нужно вычислять погрешности партонных плотностей, и две приведенные статьи как раз содержат сегодняшнее понимание ситуации.
Насыщение -- вполне очевидное свойство партонных плотностей: когда плотность партонов в протоне (такая вот скороговорка получается) становится высокой, партоны начинают друг другу "мешать", друг друга экранировать. На этом очевидность кончается, и начинается целый набор моделей, которые пытаются описать это насыщение. Нетривиальность этой задачи можно понять хотя бы по тому, что разные группы до сих пор понимают под насыщением разные вещи, и это усложняется еще и тем, что никто толком не установил, есть признаки насыщения в имеющхся на сегодня экспериментальных данных или нет. В данной работе насыщение глюонной плотности возникает из-за взаимодействия глюонов (слияние двух глюонов в один gg -> g) и описывается нелинейным уравнением эволюции. Очень интересное свойство решения этого уравнения -- практически полное исчезновение взаимосвязи мягкой и жесткой компонент глюонной плотности. Забавный пример того, как нелинейность может в корне изменить свойства асимптотического решения.
На основе уравнения Больцмана-Ланжевена строится теория поведения полей Янга-Миллса при высоких температурах.
В таком режиме константа связи g(T) уже является малым параметром,
что позволяет произвести интегрирование по жестким степеням свободы
(жесткость означает здесь, что импульс порядка T). В результате получается эффективное описание
мягких степеней свободы неабелевого поля, которые -- несмотря на высокие температуры -- по прежнему находятся в режиме сильной связи.
Полученное уравнение представляется в виде интеграла по траекториям, на основании которого затем строится диаграммная техника.
Анализ петлевых диаграмм приводит к заключению, что исходное уравнение неперенормируемо. Интересно, что эти петли содержат расходимости иного рода, чем те, которые возникают в обычных жестких глюонных петлях, и не допускают перенормировки введением конечного набора контрчленов.
Описываются два типа анизотропных конденсата, могущих иметь место в сильновзаимодействующих системах. Это фермионный (кварковый) конденсат в реальной КХД, образующийся за счет куперовского объединения двух фермионов в бозон со спином 1, который может оказаться в центре нейтронных звезд, и чисто бозонный конденсат в двуцветовой КХД.
Фазовая диаграмма КХД (т.е. фазы кварк-глюонного вещества
при конечных температурах и давлениях) намного богаче,
чем считалось ранее. Известный пример деконфайнмента -- высвобождения кварков и глюонов из адронов с образованием
единой кварк-глюонной плазмы -- лишь первый из нескольких
фазовых переходов, испытываемых кварк-глюонным веществом
при повышении температуры и плотности (для подробного обзора
см. hep-ph/0011333, The Condensed Matter Physics of QCD, Krishna Rajagopal, Frank Wilczek, 91 pages).
Так, оказалось, что при очень высоком давлении оно "затвердевает".
Структура получающегося при этом "КХД-кристалла" была недавно проанализирована в hep-ph/0204079, The Crystallography of Color Superconductivity, Jeffrey A. Bowers, Krishna Rajagopal, 41 pages,
и был сделан вывод, что "КХД-кристалл" имеет кубическую решетку.
В данной работе производится подробный кристаллографический анализ этого кубического "КХД-кристалла".
Исследуются распады тяжелых нерелятивистских кваркониев в легкие частицы. Расчет ведется в рамках разложения по скорости кварков. Найдено, что сходимость ряда хорошая; поправки высших порядков малы.
В работе проанализирован потенциал фотонных коллайдеров для изучения эффектов CP нарушения в хиггсовском секторе минимального суперсимметричного расширения Стандартной Модели (MSSM).
По сути, речь идет о сечении рождения Хиггсов в столкновении двух фотонов и о CP-нарушающих вкладах петель различных частиц
в соответствующие диаграммы.
Обсуждается очень модная сейчас тема: рождение микроскопических черных дыр на высокоэнергетических коллайдерах (в частности, на LHC).
Эта возможность, разумеется, возникает не просто так, а в предположении, что истинный энергетический масштаб квантовой гравитации лежит не на недосягаемых планковских энергиям, а в районе 1 ТэВ (как такое возможно -- читайте в популярной статье). Если это так, то черные дыры, рождающиеся в массовом порядке, дадут нам совершенно новый способ как искать неизвестные ранее массивные частицы, так и проверять саму Стандартную Модель.
Надо сказать, что статей на эту тему появляется достаточно много, но ничего принципиально нового я в них не вижу, поэтому даю разок ссылку для общего кругозора.
1. Общие вопросы физики элементарных частиц
Authors: Yasunori Fujii, Akira Iwamoto, Tokio Fukahori, Toshihiko Ohnuki, Masayuki Nakagawa, Hiroshi Hidaka, Yasuji Oura, Peter Moller
Comments: 3 pages, 1 figure, presented at Int. Conf. on Nuclear Data for Science and Technology, ND2001, 7-12 October, 2001, Tsukuba, Japan
Authors: A. Djouadi (LPMT Montpellier)
Comments: 28 pages, latex, 15 figures, talk at WHEPP VII, Allahabad, India
2. Физика нейтрино
Authors: Heinrich Pas, Thomas J. Weiler
Comments: 11 pages, 4 figures. Talk given by H. Paes at the NOON2001 workshop, ICRR, University of Tokyo, Kashiwa, Japan
Authors: Jose W. F. Valle
Comments: 23 pages, 22 figures, invited talk at Fourth International Heidelberg Conference on. Dark Matter in Astro and Particle Physics, Cape Town, South Africa 4-9 February, 2002
Authors: John F. Beacom, Will M. Farr, Petr Vogel
Comments: 10 pages, 9 figures, revtex4
Authors: H.V. Klapdor-Kleingrothaus
Comments: 8 pages, revtex, no figures,
Authors: P. C. de Holanda, A. Yu. Smirnov
Comments: 20 pages, 7 figures
3. Физика электрослабого сектора
Authors: B.I. Ermolaev, M. Greco, S.I. Troyan
Comments: 16 Pages, 5 Figures
4. Физика сильных взаимодействий: жесткие процессы
Authors: M. Diehl
Comments: 21 pages, 2 figures
Authors: Konstantin Goulianos
Comments: 4 pages, LaTex; presented at Moriond-2002 for the CDF Collaboration
Authors: R.S. Thorne, H. Boettcher, A.M. Cooper-Sarkar, B. Reisert, V. Shekelyan, W.J. Stirling, D.R. Stump, A.Vogt
Comments: Summary of discussion session at the Conference on Advanced Statistical Techniques in Particle Physics, March 18th-22nd 2002, Durham, UK. 4 pages, 3 figures as .eps files
Authors: R.S. Thorne
Comments: Invited talk at the Conference on Advanced Statistical Techniques in Particle Physics, March 18th-22nd 2002, Durham, UK. 10 pages, 9 figures as .eps files, uses cernrep.cls
Authors: A.M. Stasto
Comments: 12 pages, 5 figures, talk given at the Epiphany Conference, Cracow, 3-6 January 2002
5. Конфайнмент и непертурбативные явления
Authors: Dietrich Bodeker
Comments: 32 pages, latex, lots of figures
Authors: Jiri Hosek
Comments: Presented at NATO Advanced Research Workshop on Confinement, Topology and other Nonperturbative Aspects of QCD, Stara Lesna, Slovakia, 21-27 January, 2002; 8 pages
Authors: R. Casalbuoni, R. Gatto, G. Nardulli
Comments: Latex, 18 pages, 2 Figures
6. Физика адронов
Authors: Geoffrey T. Bodwin, Andrea Petrelli
Comments: 29 pages, REVTEX
7. Физика за пределами Стандартной Модели
Authors: Saebyok Bae, Byungchul Chung, P. Ko
Authors: Riccardo Rattazzi
Comments: 11 pages, 2 figures; talk given at the XXXVIIth Rencontres de Moriond, Electroweak Interactions and Unified Theories, Les Arcs, March 9-16, 2002