Введение третьего электромагнитного диполя в физику нейтрино
V. В. Semikoz, Ya. A. Smorodinsky: Pis’ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 48 (1988) 361 JETP Lett. 48 (1988) 399]- Zh. Eksp. Teor. Fiz. 95 (1989) 35. S.L. Glashow, Nucl. Phys. 22 (1961) 579 S. Weinberg, Phys. Rev. Lett. 19 (1967) 1264 A. Salam, Proc. 8th Nobel Symposium (1968) 367. M. Gell-Mann, P. Ramond, S. Slansky in Supergravity, eds. P. van Nieuwenhuizen, D.Z. Freedman, (North Holland, Amsterdam 1979… Читать ещё >
Введение третьего электромагнитного диполя в физику нейтрино (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Содержание
- Заключение
В предлагаемой работе на фоне обширных исследований природы нейтрино рассмотрен вопрос о возможной роли третьей электромагнитной характеристике нейтрино: ее тороидного дипольного момента. Во введении мы кратко коснулись истории открытия нейтрино. Во второй главе дан обзор состояния дел в современной физике нейтрино, начавшей свою историю в 1930 и продолжающей будоражить умы физиков и по сей день. Были кратко освящены фундаментальные вопросы о природе, массе и электромагнитных свойствах нейтрино. Дан обзор различных физических
приложений, как то: эффект нейтринных ос-цилляций в вакууме и веществе, спин-флейворная прецессия нейтрино в магнитном поле и т. д. В заключении вводной главы мы обсудили общее положение дел в экспериментальной физике нейтрино.
Третья
глава IIолностью посвящена обсуждению статуса тороидного дипольного момента нейтрино, истории его открытия и его определения в рамках стандартной модели. Были проведены вычисления ТДМ майорановского нейтрино в рамках СМ, и соответствующие результаты обобщены в применении к дираковским нейтрино.
В четвертой главе обсуждаются возможные
приложения тороидного дипольного момента нейтрино к трем физическим процессам: вклад ТДМ в упругое рассеяние нейтрино- переходное излучение нейтрино, вызванное его собственным ТДМ на границе раздела двух сред- возможный вклад ТДМ в нейтринные осцилляции, где для проверки данной идеи был предложен мысленный эксперимент. В заключении главы мы затронули вопрос о дипольных моментах нейтрино в средах.
Подведем итоги исследования электромагнитных свойств нейтрино. В статическом случае, когда масса начального и конечного состояния нейтрино совпадают, дираковские нейтрино могут иметь три диполь-ных момента: магнитный ци, электрический (1и и тороидный ти ди-польные моменты. Майорановские нейтрино, в силу сохранения СРТ — симметрии и условия идентичности частицы своей античастице, в собственном состоянии могут обладать только тороидным дипольным моментом. Когда массы состояний в рассматриваемом переходе нейтрино различны, независимо от его природы нейтрино могут обладать переходными дипольными моментами, (1.^ и т^. Проведенные вычисления ТДМ нейтрино показали, что он отличен от нуля даже для безмассового нейтрино. В этом смысле можно считать эту электромагнитную характеристику нейтрино фундаментальной. В силу известного различия тороидных дипольных моментов майорановского и дираков-ского нейтрино, = /2, экспериментальное обнаружение ТДМ нейтрино может дать ответ на вопрос, какой природы является нейтрино: дираковской или майорановской частицей. В рамках стандартной модели ТДМ майорановского нейтрино равен лДСр
Электромагнитное взаимодействие ТДМ нейтрино с внешним неоднородным электромагнитным полем может быть представлено как ~ ти ¦ го! В, и тем самым имеет аксиально-векторную структуру. Данное взаимодействие нейтрино может проявлять себя в различных астрофизических и космологических ситуациях, где среды и поля обладают экстремальными свойствами.
1. W. Pauli, unpublished (1930) Letter to the Physical Society of Tubingen — the letter is reproduced in K. Winter (ed.), Neutrino Physics, (Cambridge, 1991) 4.
2. E. Fermi, Zeit. f. Physik 88 (1934) 161 H. Bethe and C.I. Peierls, Nature 133 (1934) 5323 45 6 [78 910 И12 13.
3. F. Reines and C.L. Cowan, Jr., Phys. Rev. 90 (1953) 492 F. Reines and C.L. Cowan, Jr., Phys. Rev. 92 (1953) 830.
4. F. Reines et al., Science 124 (1956) 103.
5. T.D. Lee and C.N. Yang, Phys. Rev. 104 (1956) 254.
6. S.L. Glashow, Nucl. Phys. 22 (1961) 579 S. Weinberg, Phys. Rev. Lett. 19 (1967) 1264 A. Salam, Proc. 8th Nobel Symposium (1968) 367.
7. F.T. Hasert et al., Phys. Lett. B46 (1973) 138.
8. M.L. Perl et al., Phys. Rev. Lett. 35 (1975) 1489.
9. Particle Data Group, Phys. Rev. D50 (1994) 1194.
10. F. Boehm, P. Vogel, Physics of Massive Neutrinos (Cambridge University Press, 1987).
11. M. Fukugita, T. Yanagida, Physics and Astrophysics of Neutrinos, (Springer-Verlag, Tokyo 1994).
12. C. Jarlskog in Le Neutrino et ses Mysteres,.
13. Ecole d’ete de physique des particules, Gif-sur-Yvette (1992).
14. P. Langacker, Neutrino Mass, 1. ctures presented at TASI-90, Philadelphia, UPR 0470T (1991).
15. C. W Kim, A. Pevsner, Neutrinos in Physics and Astrophysics, (Harwood Academic Publishers, 1993).
16. K. Winter (ed.), Neutrino Physics, (Cambridge, 1991).
17. E. Majorana, Nuovo Cimento 14 (1937) 171.
18. M. Gell-Mann, P. Ramond, S. Slansky in Supergravity, eds. P. van Nieuwenhuizen, D.Z. Freedman, (North Holland, Amsterdam 1979) 315.
19. T. Yanagida, Proc. Workshop on Unified Theory and the Baryon Number of the Universe, KEK, eds. O. Sawada, A. Sugimoto (1979).
20. B. Pontecorvo, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 33 (1957) 549 B. Pontecorvo, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 34 (1958) 247.
21. Z. Maki, M. Nakagawa, S. Sakata, Prog. Theor. Phys. 28 (1962) 870- B. Pontecorvo, Sov. Phys. JETP 26 (1968) 984.
22. N. Cabibbo, Phys. Rev. Lett. 10 (1963) 531.
23. M. Kobayashi, T. Maskawa, Prog. Theor. Phys. 49 (1972) 652.
24. V. E. Kuznetsov and V. A. Naumov, Nuovo Cimento 108A (1995) 1451.
25. L. Wolfenstein, Phys. Rev. D17 (1978) 2369.
26. S.P. Mikheyev, A.Yu. Smirnov, Nuovo Cimento C9 (1986) 17.
27. H.A. Bethe, Phys. Rev. Lett. 56 (1986) 1305.
28. B. W. Lee, R. E. Shrock, Phys. Rev. D16 (1977) 1444- K. Fujikawa, R. E. Shrock, Phys. Rev. Lett. 45 (1980) 963.
29. R.G.H. Robertson et al., Phys. Rev. Lett. 67 (1991) 957.
30. A.I. Belesev et al., Nucl. Phys.
31. C.H. Weinheimer et al., Phys. Lett. B300 (1993) 210.
32. V.M. Lobashev et al., Nucl. Instr. Meth. A240 (1985) 305.
33. H. Kawakami et al., Phys. Lett. B256 (1991) 105.
34. E. Holzschuh et al., Phys. Lett. B287 (1992) 381.
35. R.M. Bionta et al., Phys. Rev. Lett. 58 (1987) 1494.
36. R.G.H. Robertson et al., Workshop on Particle and Nuclear Astrophysics and Cosmology, Snowmass, Colorado (1994).
37. K.S. Hirata et al., Phys. Rev. Lett. 58 (1987) 1490.
38. E.W. Kolb, A.J. Stebbins and M.S. Turner, Phys. Rev. D35 (1987) 3598.
39. K. Assamagan et al., Phys. Lett. B335 (1994) 231.
40. L. Passalaqua, Nucl. Proc. B (Proc. Suppl.) 55C (1997) 435.
41. J.E. Campagne in Le Neutrino et ses Mysteres,.
42. Ecole d’ete de physique des particules, Gif-sur-Yvette (1992).
43. A. Balysh et al., Phys. Lett. B322 (1994) 176.
44. E. Fiorini et al., Phys. Lett. B45 (1967) 602.
45. A. Balysh et al., Phys. Lett. B322 (1995).
46. G. Zacek et al., Phys. Rev. D34 (1986) 2621.
47. Y. Deciais et al., Nuci. Phys. B434 (1995) 503.
48. H. de Kerret et al., The CHOOZ Experiment, Proposal, LAPP Report (1993).
49. C. Athanassopoulos et al., Phys. Rev. Lett. 75 (1995) 2650.
50. C. Athanassopoulos et al., Phys. Rev. Lett. 77 (1996) 3082, Phys. Rev. C54 (1996) 2685.
51. B. Zeitnitz et al., Prog. Part. Nucl. Phys. 32 (1994) 351.
52. B. Zeitnitz et al., Phys. Blatter 52 (1996) 545.
53. CHORUS Collaboration, Proposal, CERN-SPSLC/90−42 (1990).
54. J. Altegoer, et al., Nucl. Instr. and Meth. A404 (1998) 96.
55. J. Altegoer, et al., Phys. Lett. B431 (1998) 219.
56. J. J. Gomez-Cadenas, J. A. Hernando and A. Bueno Nucl. Instr. and Meth. A378 (1996) 196.
57. TOSCA Collaboration, CERN-SPSC/97−5.
58. G. Barichello, et al., Nucl. Instr. and Meth. A413 (1998) 17- A419 (1998) 1.
59. K. S. Hirata et al., Phys. Lett. B280 (1992) 146.
60. R. Becker-Szendy et al., Phys. Rev. D46 (1992) 3720.
61. Ch. Berger et al, Z. Phys. C66 (1995) 417.
62. M. Aglietta et al., Europ. Lett. 8 (1989) 61 160 61 [62 [63 [64 [65 [6667 68 [69 [70 [71 [72.
63. M. C. Goodman et al., Nuci. Phys. B (Proc. Suppl.) B38 (1995) 337.
64. Y. Fukuda et al., Phys. Lett. B335 (1994) 237.
65. Y. Suzuki et al., Nucl. Phys. (Proc. Suppl.) B38 (1995) 358.
66. M. Koshiba et al., Phys. Rep. 220 (1992) 358.
67. B. T. Cleveland et al., Nucl. Phys. B (Proc. Suppl.) B38 (1995) 47.
68. P. Anselmann et al., Nucl. Phys. B (Proc. Suppl.) B38 (1995) 68.
69. J. N. Abdurashitov et al., Nucl. Phys. B (Proc. Suppl.) B38 (1995) 60.
70. M. B. Voloshin and M. I. Vysotsky, ITEP Report No. 1 (1986) — L. B. Okun, Yad. Fiz. 44 (1986) 847- L. B. Okun, M. B. Voloshin and M. I. Vysotsky, Yad. Fiz. 44 (1986) 754- C.-Sa Lim and W. J. Marciano, Phys. Rev. D37 (1988) 1368.
71. WWW адрес: http://www.hep.anl.gov/NDK/Hypertext/nuindustry.html.
72. P. F. Harrison, D. H. Perkins and W. G. Scoot, Phys. Lett. 349 (1995) 137- G. Conforto et al., hep-ph/9 606 226- A. Acker and S. Pakvasa hep-ph/9 611 423.
73. Ya. B. Zel’dovich: Zh. Eksp. Teor. Fiz. 33 (1957) 1531 Sov. Phys. JETP 6 (1958) 1184].
74. V. M. Dubovik, A. A. Cheshkov: Phys. Part. Nucl. 5 (1974) 791.
75. V. M. Dubovik, V. E. Kuznetsov, Preprint JINR E2−96−53, Dubna, 1996; hep-ph/9 606 258.
76. V. M. Dubovik, V. E. Kuznetsov, Int. J. Mod. Phys. A13 (1998) 5257.
77. E. N. Bukina, V. M. Dubovik, V. E. Kuznetsov, Phys. Lett. B453 (1998) 134.
78. E. N. Bukina, V. M. Dubovik, V. E. Kuznetsov, Yad. Fiz. 61 (1998) 1129 Sov. Part. Atom. Nucl., 61 (1998) 1035].
79. E. Radescu: Phys. Rev. D 32 (1985) 1266.
80. Z. Z. Aydin, S. A. Baran, A. O. Barut: Nucl. Phys. B 55 (1973) 601- S. A. Baran: Nucl. Phys. B 62 (1973) 333- N. Dombey, A. D. Kennedy: Phys. Lett. B 91 (1980) 428- M. Abak, C. Aydin: Europhysics Letters 4 (1987) 881.
81. H. Czyz, K. Kolodziej, M. Zralek: Can. J. Phys. 66 (1988) 132- M. J. Musolf, B. R. Holstein: Phys. Rev. D 43 (1991) 2956.
82. J. L. Lucio, A. Rosado, A. Zapeda: Phys. Rev. D 31 (1985) 1091- G. Degrassi, A. Sirlin: Phys. Rev. D 39 (1989) 287.
83. V. M. Dubovik, L. A. Tosunyan: Sov. J. Part. Nucl. 14 (1983) 504- V. M. Dubovik, V. V. Tugushev: Phys. Rep. 187 (1990) 146.
84. A. Gongora-T., R. G. Stuart: Z. Phys. С 55 (1992) 101.
85. I. Yu. Kobzarev, L. B. Okun: In Problems of Theoretical Physics. Publishing House «Nauka». Moscow. 1972. pp. 219−224- B. Kayser: Phys. Rev. D 26 (1982) 1662- Phys. Rev. D 30 (1984) 1023- J. F. Nieves: Phys. Rev. D 26 (1982) 3152.
86. E. H. Букина, В. M. Дубовик и В. Е. Кузнецов, препринт ОИЯИ, Р 2−97−412.
87. V. В. Semikoz, Ya. A. Smorodinsky: Pis’ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 48 (1988) 361 JETP Lett. 48 (1988) 399]- Zh. Eksp. Teor. Fiz. 95 (1989) 35 [Sov. Phys. JETP 68 (1989) 20].
88. S. Weinberg, G. Feinberg: Phys. Rev. Lett., 3 (1959) 111- A. M. Perelo-mov, Ya. B. Zel’dovich: Zh. Eksp. Teor. Fiz. 39 (1960) 1115 Sov. Phys. JETP, 12 (1961) 777].
89. E. M. Lifshitz, L. P. Pitaevsky: Relativistic quantum theory. Moscow. 1971.
90. A. I. Achiezer, V. B. Berestetsky: Quantum electrodynamics. Moscow. 1971.
91. Particle Data Group, Europ. Phys. J. C3 (1998) 1.
92. F. Reines et al., Phys. Rev. Lett. 37 (1976) 315- A. V. Kyuldjiev, Nucl. Phys. B243 (1984) 387- H. Grotch and R. Robinett, Z. Phys. C39 (1988) 553.
93. D. Grasso, M. Pietroni and A. Riotto, Phys. Rev. D49 (1994) 5824.
94. V. L. Ginzburg, V. N. Tsytovich: Zh. Eksp. Teor. Fiz. 88 (1985) 84 Sov. Phys. JETP 61 (1985) 48].
95. В. В. Гилевский, И. С. Сацункевич, Ядер. Физ. 60 (1997) 910.
96. J. L. Lucio, A. Rosado, and A. Zepeda Phys. Rev. D31 (1985) 1091- G. Degrassi, A. Sirlin and W. Marciano Phys. Rev. D39 (1989) 287.
97. R. C. Allen et al., Phys. Rev. D47 (1993) 11.
98. V. M. Dubovik, E. N. Bukina, V. E. Kuznetsov O. Smirnov, unpublished.
99. M. Sakuda, Phys. Rev. Lett. 72, 804 (1995) — M. Sakuda and Y. Kuri-hara, Phys. Rev. Lett. 74, 1284 (1995).
100. V. A. Naumov: Pis’ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 54 (1991) 189 JETP Lett. 54 (1991) 185]- Zh. Eksp. Teor. Fiz. 101 (1992) 3 [Sov. Phys. JETP, 74 (1992) 1]- Intern. J. Mod. Phys. D 1 (1992) 397.
101. V. A. Naumov: Phys. Lett. В 323 (1994) 351.
102. J. Schechter, J. W. F. Valle: Phys. Rev. D 21 (1980) 309- 22 (1980) 2227- J. W. F. Valle: Prog. Part. Nucl. Phys. 26 (1991) 91.
103. L. Wolfenstein: Phys. Rev. D 17 (1978) 2369- Phys. Rev. D 20 (1979) 2634- S. P. Mikheyev and A. Yu. Smirnov: Yad. Fiz. 42 (1985) 1441 Sov. J. Nucl. Phys. 42 (1985) 913]- Nuovo Cimento С 9 (1986) 17.
104. M. V. Berry: Proc. R. Soc. London A 392 (1984) 45 109. В. M. Дубовик и др., УФН.
105. S. E. Korenblit, V. E. Kuznetsov and V. A. Naumov, Proc. Int. Conf. Quantum Systems: New Trends and Methods, Minsk 1995, ed. by A. O. Barut et al., Singapore, World Sci. (1995) p. 209.
106. А. И. Ахиезер, В. Б. Берестецкий, Квантовая электродинамика, М.: Наука, (1969).
107. G. Barton, Introduction to Dispersion Techniques in Field Theory, Benjamin, (1965).
108. ИЗ. В. M. Дубовик, ЯФ, 3,148 (1966) Sov. J. Nucl. Phys., 3, 105 (1966)].
109. Л. Б. Окунь, Слабые взаимодействия элементарных частиц, М.: ФМ, (1963).
110. R. G. Sachs, Phys. Rev., 126, 2256 (1962).
111. I.Yu. Kobzarev, L.B. Okun', M.V. Terent’ev, ZhETF Pis. Red., 2, 9, (1965). JETF Lett., 2, 5 (1965)]- A.D. Dolgov, ZhETF Pis. Red., 2, 6 (1965) [JETF Lett., 2, 3 (1965)].
112. Ya. B. Zel’dovich, Zh. Eksp. Teor. Fiz., 33, 1531 (1957) Sov. Phys.-JETP, 6, 1184 (1958) ].
113. Ya.B. Zel’dovich, A.M. Perelomov, Zh. Eksp. Teor. Fiz., 39, 1115 (1960) Sov. Phys.-JETF, 12, 777 (1961)].
114. B.M. Дубовик, Jl.А. Тосунян, ЭЧАЯ, т.14, вып.5, 1191 (1983).
115. X. Пилькун, Физика релятивистских частиц, М.:Мир, (1983).
116. В. М. Дубовик, А. А. Чешков, ЭЧАЯ, т.5, вып. З, 791 (1974).
117. J. Gluza, М. Zralek: Phys. Rev. D 45 (1992) 1693- Phys. Rev. D 48 (1993) 5093.
118. L.-F. Li, T.-P. Cheng: Gauge theory of elementary particle physics. Clarendon Press. Oxford. 1984; K. Aoki et al.: Suppl. Prog. Theor. Phys. 73 (1982).
119. P. D. Mannheim, Inter. J. Theor. Phys. 23 (1984) 643.
120. B. B. CeMHKOS, 51. A. Cm0P0? hhckhh, >K3TO 95 (1989) 35- V. N. Oraevskii, V. B. Semikoz and Ya. F. Smorodinskii Phys. Part. Nucl. 25 (1994) 129.