Теоретическая физика

1.1. Предложено новое возможное решение проблемы СР сохранения в КХД, которое предсказывает существование тяжелого аксиона. Оно возникает в некоторых достаточно сложных моделях большого объединения, содержащих новые сильные взаимодействия с высоким масштабом конфайнмента. Масса тяжелого аксиона может лежать в области, доступной экспериментальному исследованию, а его взаимодействия с другими частицами обусловлены смешиванием с аксиальным бозоном Хиггса. Феноменология, связанная с предложенным механизмом, включает также мягко нарушенную симметрию Печчеи--Квинн в электрослабом хиггсовском секторе.

1.2. Исследована возможность поиска новой физики путем измерения 4-х джетовых сечений на LHC. Найдено, что этот суперколлайдер дает возможность открыть скалярные цветные октеты и скварки в моделях с нарушенной R-четностью путем измерения 4-х джетовых сечений с массами до 1100 ГэВ. Исследована возможность обнаружения слептонов на LHC c использованием детектора CMS. Показано, что этот детектор способен регистрировать эффекты, связанные с нарушением флейворного лептонного числа в распадах слептонов.

1.3. Проведен детальный анализ экспериментальных данных коллаборации CCFR (Фемилаб, США) для структурной функции глубоконеупругого нейтрино-нуклонного рассеяния. Извлечены значение константы связи КХД и эффекты высших степенных поправок с надежной оценкой теоретических и экспериментальных неопределенностей. Вычислены поправки второго порядка по константам электрослабого и сильного взаимодействий к ширине распада бозона Хиггса на пару b- кварка и b- антикварка.

1.4. Получены новые качественные предсказания улучшеной в рамках КХД партоной модели для рождения джетов в адронных столкновениях при полужесткой кинематике. В частности обнаружено, что инклюзивное сечение рождения одного джета, нормированное тем же сечением при более высокой энергии, обладает минимумом по энергии джета. Энергия джета, соответствующая минимуму, значительно меньше энергии столкновения и зависит от быстроты джета.

1.5. Получена непертурбативная формулировка эффективной реджеевской КХД. Показано, что эта теория является калибровочной теорией с калибровочной группой SU(3)xSU(3).

1.6. Дан анализ нового направления вычислений непертурбативных поправок к наблюдаемым КХД, основанного на понятии ренормалонов. На примере точно решаемой модели показано, что техника ренормалонов неуниверсальна. Предложена модификация теории возмущений, дающая лучшие количественные результаты, чем методы, используюшие ренормалонные оценки. Найдены оценки точности ряда других методов (дисперсионные правила сумм, оптимизированная теория возмущений) в точно решаемых моделях.

1.7. Предложены новые соотношения между наблюдаемыми в рамках теории возмущений, которые позволяют существенно улучшить точность предсказаний. Даны предсказания для моментов спектральной функции электрон-позитронной аннигиляции в адроны в терминах ширины распада тау-лептона. Изучены вклады аксиального и векторного токов в ширину распада тау-лептона.

1.8. Методы аналитического продолжения и свойство аналитичности функций Грина теории поля использованы для систематического суммирования рядов теории возмущений при извлечении костанты связи сильных взаимодействий из низкоэнергетических данных.

1.9. Исследована кинетика неравновесных процессов происходящих в первичной космической плазме при температурах 0.05 - 10 МэВ в стандартной модели горячей Вселенной. Система кинетических уравнений для нейтрино решена численно двумя независимыми способами. Получена приближенная формула, описывающая неравновесный спектр нейтрино. Найдены неравновесные поправки к спектру безмассовых нейтрино, которые составляют 0.94% для электронного нейтрино и 0.40% для мюонного и тау нейтрино.

1.10. Вычисленно влияние массивных майорановских тау-нейтрино на первичный нуклеосинтез. Получены численные решения интегро-дифференциальных кинетических уравнений при массе тау-нейтрино в интервале 0 - 20 МэВ. Найден спектр электронных, мюонных и тау нейтрино. Получено, что из данных о распространенности легких элементов можно наложить ограничение на массу тау-нейтрино в виде m < 0.2 МэВ.

1.11. Изучено объединение констант связи в реалистических моделях с динамическим нарушением суперсимметрии, передаваемым в видимый сектор через калибровочные взаимодействия. Получены ограничения на модели сектора, нарушающего суперсимметрию, из условия объединяемости с видимым сектором. Предложены модели большого объединения, включающие оба сектора.

1.12. На примере одномерной абелевой теории с двумя хиггсовскими полями исследована динамика сильнонеравновесных сфалеронных переходов в состояниях, характерных для параметрического резонанса. Обнаружен эффект замедления подобных переходов вплоть до момента возбуждения состояний хиггсовских полей с характерным пространственным импульсом порядка обратного размера сфалерона.

1.13. Проведена проверка некоторых широко используемых методов КХД в точно решаемых моделях. На примере квантовомеханических моделей рассмотрены оптимизация теории возмущений и метод ренормалонов. В рамках квантовомеханической модели проведен сравнительный анализ техники ренормалонов и метода оптимизации теории возмущений.

1.14. Рассмотрены суперсимметричные (N=2) абелевы калибровочные модели с произвольным числом киральных мультиплетов в двух измерениях. Анализируя вклад инстантонов, найдены непертурбативные поправки к спектру масс и квантовую деформацию классического пространства вакуумов.

1.15. Получено согласованное описание "прямого" нарушения CP инвариантности в распадах каона на два пиона.

1.16. Нейтрино-ядерное глубоко-неупругое рассеяние исследовано в рамках релятивистки-ковариантного подхода. Показано, что ядерные структурные функции могут быть представлены в виде факторизованного выражения, содержащего спектральную функцию ядер и структурные функции внемассового нуклона. Вычислены ядерные поправки к правилу сумм Гросса-Ллевеллин-Смита и показано, что поправки появляются только в высших порядках по обратному квадрату переданного импульса. Разработан аналитический метод приближенного учета ядерных поправок к структурным функциям, использующий нерелятивистский характер движения нуклонов в ядрах.

1.17. Развита релятивистская модель для описания многочастичной системы, аналогичная оболочечной модели ядра. В рамках этой модели рассмотрены ковариантным образом сечения рассеяния частиц на ядрах и некоторые релятивистские характеристики многочастичной системы.

1.18. В рамках исследований киральных фермионов на решетке предложен анзатц для фермионного вакуумного функционала на решетке. Доказано, что он воспроизводит правильный непрерывный предел для сходящихся диаграмм во всех порядках по гладким внешним полям, а также консистентные аномалии. Анзатц обеспечивает калибровочную инвариантность модуля вакуумного функционала на конечной решетке и генерируется определенным фермионным действием Исследована возможность отщепления одной из киральных компонент решеточных фермионов на доменных стенках путем генерации майорановской массы порядка обратного шага решетки. Показано, что киральный спектр в таких системах всегда незаряжен, таким образом они могут применяться для определения решеточных вейлевских фермионов только в (псевдо)реальных представлениях калибровочной группы, например в суперсимметричных моделях.

1.19. В исследованиях теории адрон-ядерных реакций при средних энергиях, исследовании рождения заряженных каонов в нуклон-нуклонных и нуклон-ядерных взаимодействиях при энергиях ниже порога для свободных нуклон-нуклонных соударений, для описания подпорогового и околопорогового рождения заряженных каонов в протон-ядерных столкновениях была разработана модель,основанная на использовании реалистической спектральной функции ядра-мишени при рассмотрении соответствующих прямых и двухступенчатых процессов образования каонов.

Для описания полных сечений реакции в околопороговой области энергий первичных протонов была разработана модель, учитывающая как однокаонный, так и однопионный обмены.

1.20. Разработан новый метод генерации потоков нейтронов с максвелловским спектром с температурой 10-40 keV для прямого измерения сечений радиационного захвата нейтронов в s-процессах в звездах (совместно с ЛАЯ и ЛНФ ОИЯИ). Проведены детальные оптимизационные расчеты установки для генерации интенсивных потоков "квазизвездных" нейтронов с эффективной температурой 10-40 keV в свинцовом блоке, использованием в качестве источника нейтронов реакции 7Li (p,n) вблизи порога, инициируемой в литиевой мишени пучком протонов от генератора Ван-де-Граафа. Найдено, что в свинцовом блоке размерами 110х80х41 см3 , варьируя энергию протонов и расстояние от мишени, можно получить потоки "квазизвездных" нейтронов с интенсивностью 106 нейтр./см2с.

Аналогичная установка из графитового блока, позволяющая получить "квазизвездные" нейтроны с эффективной температурой 10-20 кэВ создается в ЛНФ ОИЯИ.

1.21 Разработана обобщенная версия мультикластерной динамической модели легких ядер, в которой впервые проведена полная антисимметризация волновой функции. В рамках этого подхода детально исследованы характеристики ядра 6Li в области средних и больших переданных импульсов. Показано, что удается описать большую совокупность экспериментальных данных без привлечения свободных параметров.

1.20. Впервые рассчитаны полные сечения реакций pn -> pnп+п-, pp->ppп+п- -> ppп+п-, pp -> ppп0п0 и pp -> nnп+п+ в околопороговой области. Расчет проведен на основе стандартного эффективного кирального лагранжиана с учетом образования N*(1440)-резонанса в промежуточном состоянии и взаимодействия нуклонов в конечном состоянии. Результаты хорошо согласуются с имеющимися экспериментальными данными.

1.21. Методом временных корреляционных функций впервые получены выражения для полного сечения взаимодействия и сечения упругого рассеяния эта-мезонов на нуклонах и ядрах с возбуждением нуклонного резонанса S11(1535) в промежуточном состоянии. Показано, что сдвиг резонанса в ядерном веществе определяется главным образом различием во взаимодействии нуклона и S11-резонанса с нуклонным окружением, что обусловливает универсальность формы энергетической зависимости сечения для средних и тяжелых ядер и независимость от типа рассеивающейся частицы (п-, эта-мезоны, гамма-квант).