Лево-правые и составные модели электрослабых взаимодействий тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.23 ВАК РФ

РГ6 ОД

- 8 ПНТ 1996 АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ИМ. Б.И. СТЕПАНОВА

УДК 539.12:530.145

БОЯРКИН ОЛЕГ МИХАЙЛОВИЧ

ЛЕВО-ПРАВЫЕ И СОСТАВНЫЕ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОСЛАБЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ

Специальность: 01.04.23 Физика высоких энергий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степсов доктора физико-математических наук

Минск - 1996 г.

Работа выполнена на кафедре общей и теоретической физики Гродненского государственного университета им. Я. Купали

Научный консультант:

чл.корр. AHB, д.ф.-м.н. Богуш A.A.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук профессор В.И. Кувшинов

Ошюнируящая организация;

Гомельский государственный университет

Зашита состоится 1 октября 1096 года в 10 часов на заседали Совета Д 01.05.02 но защите диссертаций в Институте физики АНБ им Б.й. Степанова (220072» г.Минск, цр, Ф. Скорины 70, конференцзал] С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института фя зшш АНБ.

доктор физико-математических наук профессор A.A. Панков доктор физико-математических наук А.И. Студешкзш

Автореферат разослан З&.ъХЯ^б^А 1996 года. .

Ученый секретарь Совета по защите диссертаций к. ф.-м. и.

ВВЕДЕНИЕ

------Стандартная модель электрослабых взаимодействий (СМ) достигла значительных успехов в описании процессов с нейтральными и заряженными токами, а также в определении наблюдаемых свойств

-и бозонов. Однако с теоретической точки зрения СМ далека от совершенства, поскольку она оставляет без ответа многие фундаментальные вопросы: 1) мотивация в выборе группы симметрии, 2) число поколений, 3) источник нарушения Р и СР четности, 4) содержание сектора Хихтса, 5) проблема иерархии и т.д. Эти обстоятельства стимулируют поиски н исследования моделей, которые в области низких энергий приводят к тем же результатам, что и СМ, в то время как в высокоэнергетической области их предсказания отличны от предсказаний СМ. При этом по характеру своего построения новые модели делятся на два класса: 1) модели с физическими Хяттсами (ХМ), 2) модели без привлечения механизма Хиггса (БХМ). Класс ХМ, свободный от недостатков СМ, составляют суперсимметричные теории, в которых как промежуточные калибровочные структуры могут возникать 81П2)г, х $Щ2)ц х Л{ 1)В„Л или ВО{2)ь х 641) * и(1}'(и{1)") электрослабые группы симметрии. К классу БХМ принадлежат составные модели. Их примерами могут быть: 1) модели, в которых преоны через калибровочные взаимодействия образуют все фермио-ны, и й-бозоны; 2) модели с нарушением электрослабой симметрии через сильновзаимодейсгвуюнщй сектор.

Все перечисленные выше варианты электрослабой: теории предсказывают либо расширение сектора частиц СМ, либо наделяют частицы, принадлежащие этому сектору, новыми свойствами. При регистрации отклонений от СМ мы должны иметь рецепт для ответа на вопрос, какой именно Новой физике соответствует результат эксперимента.

Представляемая диссертация рассматривает модели, принадлежащие к обоим классам, и дает анализ возможных проявлений физики вне СМ с точки зрения как коллайдервых экспериментов, так и экс-

нериментов с космическими лучами.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации.

Теоретические неопределенности сильных взаимодействий в е+е~ физике сведены до минимума, что дозволяет добиваться точности измерений на существующих и планируемых в ближайшее время электрон - позитроннных коллайдерах ( LEP, ILC, NLC и т.д.) порядка одного процента. Это дает нам возможность надежно измерить значительную часть параметров электрослабаго сектора. Среди этих измерений имеются и такие, которые могут привести к выходу за рамки СМ. Так, например, регистрация аномальных мультидольиых моментов W - бозона будет сильным аргументом в пользу составных моделей. Детектирование нейтринной массы покоя и установление майора-новского характера нейтрино послужит доводом для лево-правой симметрии. Однако, что касается расширенных калибровочных теорий, их справедливость можно считать окончательно установленной только после непосредственной регистрации дополнительных Zi и/или Wi - бозонов. Существующие к настоящему времени экспериментальные ограничения на их массы таковы, что их обнаружение на планируемых в ближайшее время е+е~ коллайдерах маловероятно. Наблюдение дополнительных бозонов более вероятно на адронных коллайдерах. Таким образом, анализ экспериментов как на электрон - по-зитронных, так и на адронных коллайдерах является инструментом для поисков сигналов Новой физики.

Проектируемые нейтринные телескопы (Superkamiotande, HELLAZ, Borexino, ICARUS), где статистика нейтринных событий будет повышена на два порядка, дадут более обширную информацию о солнечных нейтрино. Это должно позволить нам, опираясь на стандартную солнечную модель, сделать выводы о величинах мультшхоль-

ных моментов нейтрино, о характере нейтрино (т.е. является ли нейтрино майорановской или дираковской частицей) и о числе нейтрино в природе.

Связь рабохм с крупными научными программами, темами

Выполненные в диссертации исследования являются составной частью следующих республиканских научных тем:

1). Новые методы и средства теоретического и экспериментального исследования фундаментальных взаимодействий и структуры частиц (Министерство образования и науки РБ);

2). Частица 1 - 4 (АН РБ).

Цели а задачи исследования.

Создать модель, основанную па калибровочной группе 5/7(2)^ х 31/ (2)я х и(1)в~ь> включающую в себя все возможные варианты лево-правых моделей (ЛПМ). Исследовать процессы образования калибровочных бозонов, идущие как с нарушением, гак и без нарушения лентонного флейвора в рамках этой модели. Ограничиваясь двух-флейворным приближением, изучить в ЛПМ поведение нейтринной системы в электромагнитном и материальном полях.

В качестве примера БХМ раххмотреть составную модель. Изучить процессы рождения бозонов на е+е~ и 77 коллайдерах и срав-

нить полученные результаты с предсказаниями СМ.

Научная новизна работы заключается в том, что в ней впервые: 1. Предложена так пазывыемая непрерывная ЛПМ, которая объединяет все существующие варианты лево-правых теорий электрослабого взаимодействия. Термин "непрерывная" связывается с зависимостью от угла <р, который определяет ориентацию дополнительного ( по отношению к СМ ) 577(2)д - генератора в групповом

пространстве. С теоретической точки зрения значение может быть зафиксировано только структурой группы теории великого объединения (ТВО), низко-энергетическим приближением которой является ЗЩ2)Л х Яи{2)д х г/(1)В-£.

2. В рамках ЛПМ в улучшенном борновском приближении вычислены и проанализированы дифференциальные и полные сечения следующих процессов:

е+е~ —► {к1 п = 1,2),

рр—+

3. Для ЛПМ в двух-флейворном приближении изучена эволзю-ция системы как майорановския, так и дараковсзшх нейтрино в солнечном веществе. Показано, что резонансная картина целиком определяется выбором схемы смешивания и иерархией масс в нейтринной системе. Предсказана связь между поведением нейтринного потока и солнечными вспышками.

4. Обнаружено, что в составных моделях для определенных областей значений мультипсльных моментов калибровочных бозонов в сечениях реакции

е+е~ —>

существуют минимумы, только после достижения которых сечение начинает расти линейно с энергией.

Практическая значимость полученных результатов

Полученные выражения дня сечений в рамках непрерывной лево-правой модели могут быть использованы для выяснения экспериментального статуса лево-правой симметрии на существующих и планируемых и рр коллайдерах, а также нейтринных установках.

Изучение предсказанной в работе корреляции между солнечными вспышками позволит получить информацию об эволюции и структуре активных областей на Солнце,

Найденное сечение парного образования -бозонов для составных моделей может быть использовано для получения ограничений на мультипольные моменты калибровочных векторных бозонов.

Защищаемые положения

1. Все возможные варианты лево-правых моделей злектрослабых взаимодействий"могут быть объединены в непрерывную лево-правую модель. При определенных значениях структурных параметров эта модель воспроизводит СМ в секторе обычных (принадлежащих СМ), частиц.

2. Условия проявления лево-правой симметрии, которые могут быть зарегистрированы на существующих и планируемых в ближайшее время коллайдерах, с точки зрения анализа процессов парного образования калибровочных бозонов при штигиляцинх фермион - (анти)фермиош1ых пар.

3. Резонансная картина для нейтрююй системы, описываемой вось-микомпонентной волновой функцией

- (>«£, Лгед,

где X — ц, Ту нри движении в магнитном поле и в веществе, полученная в рамках лево-правой модели.

4. Вывод о корреляции между яоледсштем потока солнечных нейтрино и солнечными вспышками,

5. Заключение о существоБаяяп минимумов в поаеречных сечениях процесса

е+е~ —>■

для составных моделей.

Личный вклад автора.

В диссертацию включены результаты, полученные лично автором. В вошедших в диссертацию работах, выполненных в соавторстве, автор ставил задачу и непосредственно участвовал в расчете и анализе результатов. '

Апробация работы.

Работы докладывались на международных конференциях, школах: XIII Варшавский симпозиум по физике элементарных частиц "Физика элементарных взаимодействий" (Казимеж, Польша, 1990), XIV Международная Варшавская конференция но физике элементарных частиц "Загадки на электрослабой шкале" (1991, Варшава), XV Международная школа по теоретической физике "Физика частиц и космология " (Щирк, Польша, 1991), XV Международная Варшавская конференция по физике элементарных частиц "Поиска связей с новой физикой" (Казимеж. Польша, 1992), XXXII Международная Краковская школа но теоретической физике (Захопане, Польша, 1992), XVI Международная Варшавская конференция по физике элементарных частиц (Казимеж, Польша, 1993), XXXIII Международная Краковская школа по теоретической физике (Закопале, Польша, 1993), XVII Международная школа по теоретической физике "Стандартная модель и выход за ее рамки" (Щирк, Польша, 1993), XVII Международная Ка~ зимежская конференция но физике элементарных частиц "Столкновение с пустыней или новая физика" (Казимеж, Польша, 1994), Летняя школа но физике высоких энергий и космологии (Триест, 1994). Работы также докладывались на семинарах: Института физики АНБ, Института физики III г.Аахена (Германия), физического факультета университета г.Билифельда (Германия).

Одубликоваяность результатов.

Основные результаты работы опубликованы в 20 статьях в журналах и 4 статьях в сборниках материалов международных конференций.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит иэ введения, 5 глав, выводов и списка цитируемой литературы. Полный объем работы составляет 152 страницы, включая 29 рисунков и 127 иалменованнй цитируемой литературы.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обосновала цель работы, ее научная новизна я практическая гчзачимость. изложены основные защищаемы* положения и крат-TÍ4»; содержание работы.

Первая глава носвяшрна обзору литературы л состоит из двух разделив*

В разделе 1Л обсуждаются работы, как принадлежащие классу ХМ, так и классу Б КМ, в которых изучаются процессы с участием вехторпых бозонов. Известно, что в стандартной модели выбор калибровочной группы однозначно фиксирует форму связей векторных бозонов (СВБ) и лагранжиана нейтральных токов. В суперсхрунш»-мотивированных £Г(1)-экстрамоделях ситуация уже иная. В самом общем случае там имеются два дополнительных нейтральных бозона Zif д Яд;. Первый из них возникает, когда Ее нарушается до 50(10} X U(l)x> второй - при нарушении 50(10) до SU(ñ) х Г/(1)*. Дпя новых бозонов собственными массовыми состояниями будут

Z7. = Z9 coa в + Zx sin /3, Zs = + Zx cos¿0. (1)

где угол 0 (функция значения вакуумных ожиданий полей Хиггса и калибровочных констнт определяет ориентацию U{ 1)'- генера-

тора в ¿^-пространстве. Выбор параметра /3 фиксирует форму как лагранжиана нейтральных токов, так и лагранжиана, описывающего СВБ. Наиболее популярны следующие варианты U(\)-экстрамоделей: 1) Ф- модель (/? = 0), 2) Х-модель (/3 = -90°), 3) i)- модель (/? = 37,36°), 4) I- модель {0 ~ —52,24°). Наряду с ними в литературе рассматривается и непрерывная (/? произвольно) 1/(1)- экстрамодель. Естественно ожидать произвола в ориентации генераторов в групповом пространстве и, соответственно, появления аналогичного параметра в любой электрослабой теории с расширенной калибровочной группой.

Аналогично, имеются несколько вариантов моделей, основанных на SU(2)l х SU(2)n х U(l)jg-i калибровочной группе. Они различаются выбором преобразования к собственному массовому базису в пространстве потенциалов нейтральных калибровочных бозонов, которое, в свою очередь, определяется структурой сектора Хиггеа и значением калибровочных констант дс = g(SU(2)x1)> дн = g(SU(2)a) в д' = з(СГ(1)в-ь). Оказывается, что все варианты ЛПМ объединяются в непрерывную ЛПМ, которая, предлагается в главе 2. Эта модель также характеризуется углом вариации которого и воспроизводят весь класс возможных ЛПМ. Угол ip связан с ориентацией 5*7(2)я генератора в групповом пространстве.

В качестве инструмента для определения параметров перечисленных выше расширенных моделей могут быть использованы следующие реакции

fifi * fiTif

fifi —> WfWí, (i,i =1,2)

где /¿- фермион i-го аромата. В случае майорановсхого нейтрино разрешенным оказывается так называемый процесс "обратного безнейтринного двойного /?- распада"

e^—tWfW?, (М-М).

Теоретические и экспериментальные значения констант связи калибровочных векторных бозонов с различными фермионами согласуются с точностью 0,1-1%. Однако неабелевы константы самодействия Wt Z и 7 измерены с гораздо меньшей точностью. Непосредственное измерение этих связей возможно на существующих и планируемых в ближайшее время е~е+(е~)} 77. ej> PP и рр коллайдерах.

Кандидатами для тестирования СВБ могут быть следующие процессы рождения калибровочных бозонов

i+r -t w+w~t i+rw+w, Z-y

Wi W+W~> Z-y

fyqj -* W~y, W~Z

77 -+ W+W~t -ye~ —* W~j/e.

Точные и непосредственные измерения СВБ и совпадение их значений с предсказаниями СМ будет убедительным подтверждением того. что неабелевы калибровочные теории со спонтанным нарушением симметрии являются основной теоретической структурой для описания фундаментальных взаимодействий в природе.

В то же самое время эти реакции могут быть использованы для поисков сигналов Новой физики. Поскольку СВБ к настоящему времени измерены с недостаточной точностью, то в принципе не исключено, что они могут иметь значения отличные от предсказаний СМ. Существует значительное число моделей допускающих такую возможность. Наиболее часто для описания аномальных СВБ используются составные модели. В этих моделях предполагается, что все или, но крайней мере, некоторые из частиц, которые считались в СМ элементарными и точечно-подобными, являются в действительности составными и протяженными объектами. В зависимости от того, какой киральной симметрией обладает поле фундаментальных частиц, существуют модели с SU(2)ь и SLT(2)n х SU(2)l конфайнментом. Примером составных моделей с SU(2)i группой может быть сильна связанная стандартная

модель, у которой SU(2)х, калибровочная константа настолько велика, что SU(2)b калибровочное взаимодействие становится сильным на энергетической шкале Ль. При этом имеет место конфайнмент, и физические состояния являются SU (2)l синглетными связанными состояниями. Модель с двойным SU(2)д х SU(2}i, конфайнментом уже имеет две энергетические шкалы Лд и Лх, (Ar > Al).

Ниже шкалы сложности составные модели неперенормируемы. Однако, как хорошо известно, эти модели "почти" перенормируемы в одно-петлевом приближении. Это означает, что при введении параметра обрезания, который отождествляется со шкалой сложности, все величины в теории становятся конечными.

Другим примером теорий, предсказывающих аномальные взаимодействия между W, Z и 7, являются модели, основанные на 7 — Ws смешивании. Эти теории в своем большинстве не опираются на какую-либо внутреннюю динамику и с самого начала оперируют эффективным лагранжианом.

В разделе 1.2 рассматриваются вопросы, связанные с физикой солнечных нейтрино.

Существование нейтринной массы покоя приводит к картине ос-дшшядий, которая может быть проверена в двух независимых видах эксперимента: 1) эксперименты с солнечными нейтрино; 2) эксперименты с так называемыми земными нейтрино (нейтрино, рожденные в атмосфере, на ускорителях и ядерных реакторах). Несмотря на отрицательный результат для ускорительных и реакторных нейтрино, схема осцилляций может рассматриваться как возможное объяснение проблем солнечных и атмосферных нейтрино. Поток солнечных измеряемый в 4 различных экспериментах (Hometstake, Ramiokande, SAGE и GALLEX ), оказывается сильно подавленным по сравнению с предсказаниями существующих моделей Солнца.

Имеются два подхода, объясняющие дефицит солнечных нейтрино осцилляциями.

Первый - механизм Михеева-Смирнова-Вольфенстейна (МСВ) основан на резонансном усилении угла осцилляции в солнечной материи, Вещество модифицирует вакуумные осцилляции, если амплитуда упругого рассеяния вперед vsL и vXl {X ~ ц, т) на электронах и нуклонах среды различны, Это приводит и к изменению длины ос-цилляций и к изменению угла смешивания 9т, который определяется теперь ио отношению к состояниям с определенной массой в веществе.

Второй подход, мотивируемый наблюдениями в Homestake эксперименте атгги-корреляций между нейтринным потоком и магнитной активностью Солнца, был предложен в работе Волошина, Высоцкого и Окуня (ВВО). В этом подходе нейтрино, обладая большим магнитным моментом /t ~ Ю~10/*в (мв- магнетон Вора), при движении в магнитном поле Солнца испытывает как флейворные осцилляции, так и прецессию спина.

Такта образом, только комбинация МСВ и ВВО эффектов дает полную картину при изучении различных осцшшяционных схем

Теоретическое отношение атмосферных потоков шоонных и электронных нейтрино (г?) без привлечения картины осцилляцпй находится ъ противоречии с результатами измерений в Kamiokande (tj 6), IMB (t] fï 0,54) и Soudan II (г? » 0,69) экспериментах. Поскольку проблема как солнечных, так и атмосферных нейтрино находит свое объяснение в рамках одной и той же гипотезы, то следовало бы ожидать, что области их осцшхляциониых параметров (разность квадрирован-ных масс 6т2 и угол смешивания в вакууме в) должны совпадать. Однако, если оперировать стандартной моделью электрослабых взаимодействий, в которой за счет какого-либо механизма (расширение либо фермионнсго либо Хиггсового секторов, радиационные поправки и т.п.) нейтрино приобрело массу, то в двух-флейворном базисе это не имеет места. Решение этой проблемы требует либо использования трех-флейворного приближения, либо выхода за рамки СМ.

Вторая глава посвящена описанию непрерывной ЛПМ. В разделе 2.1 рассматривается калибровочный сектор модели.

К настоящему времени предложено несколько вариантов лево-правых моделей. Они различаются выбором преобразования к собственному массовому базису в пространстве потенциалов нейтральных калибровочных бозонов» которое, в свою очередь, определяется структурой сектора Хиггса. Матрицу преобразования к этому базису удобно записать в виде произведения двух матриц А и 17к, которые осуществляют переход от первоначального базиса к конечному по цепочке:

(Ч\

к

(2: V Ар /

где и В^ - калибровочные поля, соответствующие 5£/(2)^ и 11(1) - группам. Матрица 11ц имеет одну и ту же форму во всех теориях

{ сф а«

их ~ I -5Ф Сф 0 ,

\ О 0 1 >

где = соз Ф, — аш Ф, Ф - угол смешивания нейтральных бозонов, в то время как А отличает одну версию ЛПМ от другой.

Рассмотрим ситуацию, когда мы непосредственно начинаем построение электрослабой модели с группы Оьп при дь ф дл- Полный лагранжиан берется в следующем виде:

ь = + ^^ + в^)+»Е^/Ч-у^/Ч

(2)

где символ .Од обозначает ковариантную производную, Ьу есть лагранжиан, описывающий взаимодействие между частицами Хштса щ и фермионами, и V есть потенциал Хиггса. В самом общем случал

V может быть представлен в форме

где Л; и есть константы, и у(2Ц<р{,<р{) и есть

квадратичные и биквадратичные по величипы ( их явная форма определяется симметриями, налагаемыми на (2) ). Далее мы можем ввести произвольное число следующих мультиплетов полей Хиггеа ( в скобках даны их квантовые числа Ти 'Гц, {В - Ь)/2 ): 1) дублеты

2) триплеты АЛ(1,0,1) н Дя(0,1,1); 3) биду-блеты Ф(|, 0). Предположим, что минимум потенциала V соответствует следующему выбору вакуумных ожиданий нолей Хиггеа:

<Х1Л>=

ч<

}

д л,я >=

О

0

*

< Ф > =

I к

1

! л\

] 0 к' ехр (ш) ]

< Ф > приводит к смешиванию и \УК с фазой нарушения (7Р, равной и?. Фотон Л и бозоны '¿\ и ¿г связаны с нейтральными калибровочными бозонами У^ыУ/ъп и В в Си базисе следующим образом:

= Е7*А К (5)

А„_ вм

/еЬ(д -ь а-дй ) ей(з а,

где А =

-Ьд'-Кч,

V

1

ест

-1

Ьд>

еп

-еЪд'~1а+\ —6а_

а+ = д^Вц, + а- = -Ь"1 = +

е"2 = + 5д2 +

Итак, взаимодействие нейтральных токов в этой модели зависит от пяти параметров, в качестве которых могут быть взяты вакуумные ожидания полей Хиггса, калибровочные константы tf и дн или массы двух Z бозонов, углы смешивания Ф и <р и угол Вайнберга виг:

ct,pL>0R,9Rie' -+ mz^mz^ew&V, (б)

« = \ Е(! к Is + | V |2), fa = \ E(i ¡2 +4 I vifR I2).

В симметричном случае число независимых параметров сводится к четырем, и угол ip есть функция от них. Это обстоятельство позволяет нам использовать дли <р термин "угол нарушения ЛП симметрии". Теперь вариация <р воспроизводит как симметричные, так и антисимметричные версии ЛПМ. Угол <р связан с ориентацией SU(2)r генератора в групповом пространстве и он перераспределяет роли между Ф и mjj5. Для различных значений ф мы будем иметь различные экспериментальные границы на Ф и тц2. Только эксперимент- может однозначно фиксировать значение угла '-р. Так. например, для случая 9i ~ 9а анализ параметров Z\ распада, выполненный на LEP I, дает следующие границы на

¡р < few х 10~2 rod.

Может быть показано, что СМ воспроизводится в секторе СМ частиц при выполнении условий

<Р = Ф = t = 0, 9L = 9R = «5?, 9' = ~ 4гГ1/а (7) в симметричном и

= Ф = £ = О, gL = д1 = ±(с^е-2-дй2)~!/г, | дн |> gLswc^ (8)

в несимметричном случаях, соответственно.

В разделе 2.1 изучается структура лептоного и Хштсового сектора.

В ЛПМ существует несколько возможностей для выбора сектора Хиггса. Однако общим элементом при любом построении является наличие би-дублета Ф, чьи отличные от нуля вакуумные ожидания электрически нейтральных компонент приводят к появлению масс кварков и лептонов. Далее можно ввести либо два триплета Дх, и Дд, либо два дублета Хс и Хц. В первом случае нейтрино является майорановской, а во втором дираковской - частицами. Поскольку последний вариант достаточно подробно изучен в литературе, то мы рассматриваем только случай майорановского нейтрино.

В компонентах мультшшеты Хиггса записываются как

Полный анализ существующих экспериментов с точки зрения ЛПМ требует выполнения следующей иерархии вакуумных ожиданий полей Хиггса:

После спонтанного нарушения симметрии мы имеем 14 следующих физических бозонов Хиггса: 1} двукратно-заряженные

¿Чмг >

2) однократно-заряженные

vя > тах{к,к') > х>ь.

(9)

к о. »/«},1, ль. 4-

-Г-

Я?

3) нейтральные

Я? = у/2(Ле Ф? соз в0 4- йе 8дп в(,),

Н$ = ч/2(-Де Ф$ еш0о + Не А% сов Я| = -ДЛе Д°, Я4° = \/2Тт Д°,

IJ¡ - V2Re Ф2, H¡ = ф£, где угол смешивания между Ее Ф^ш Re Ад определяется выражением

гд2щ --5-——,

РНЩ ~

в котором ajji РН и Ля есть линейные комбинации констант A¿ и HijkU входящих в V.- Если sin во достаточно мал, то Я° есть аналог бозона Хштса в СМ. -

Из следующей части полного лагранжиана

МВДЧ^Ф) - £(ЛЛьФ* w +

«,í

- * Е U^lCt2(t . ДЬ)Ф6£ + (I Я) + conj, (10)

a,í

где tí,2,3 - матрицы Паули, ¥ = 7-2Ф*т2, а, 6 = е,р,т, йаь и /вб - Юкавовские константы связи, Фв£,# - о- дублеты относительно SU(2)itR преобразований,

р^Ф = ^ф - ifof. - . т^а),

V^Aiji = д^Д^д - ^(f- W^RAljí - Д^дт- W^) - ig'B^Aifi,

мы получаем массовую матрицу нейтрино и лагранжианы, описывающие взаимодействие физических бозонов Хштса с лаптопами и калибровочными векторными бозонами.

В третьей гладе рассмотрены процессы образования калибровочных векторных бозонов в рамках ЛПМ.

В разделе 3.1 исследуется обратный двойной безнейтршшый /3 распад

наблюдение которого докажет майорановский характер нейтрино. Вычислены поперечные сечения для случая поляризованных лептонов. Полученные результата!, в случае лево-поляризованных электронов,

применимы к модификациям СМ с майораловск ям нейтрино. Обсуждены вопросы, связанные с детектируемостью процесса на е~е~ кол-лайдерах.

В разделе 3.2 рассматриваются процессы с нарушением лептонно-го флейвора

—► \V~Wk, (к,п = 1,2), .

которые могут быть изучены на мюонных коллайдерах с фиксированной электронной мишенью. Исследована роль углов смешивания и масс нейтрино на величины поперечных сечений. Показано, что при повороте спина виртуального нейтрино соответствующее парциальное сечение аВьР, имеет асимптотику з"11п л, в то время как при неизменности ориентации спина атр. ~ ».

В разделах 3.3 и 3.4 анализируются процессы образования калибровочных бозонов па е~е~ и рр коллайдерах. Процесс образования, У/+Цт~ нары при е+е~ столкновениях рассмотрен с учетом радиационных поправок на уровне улучшенного Борновского приближения. Показывается, что эффекты лево-правой симметрии максимальны в случае полностью право-поляризованных электронов и лево-поляризованных позитронов. Изучается влияние нейтринных параметров на поперечное сечение парного образования V/ бозонов. Далее, в рамках партонпой модели, рассматривается процесс одиночного образования бозона на Теуаггоп.

В четвертой главе рассмотрена проблема солнечных нейтрино с точки зрения ЛПМ.

В разделе 4.1 в рамках двух-флейворного приближения исследуется движение нейтринного потока в магнитном поле и веществе Солнца. Находится уравнение эволюпли в Шредингеро-лодобной форме. Проводится анализ полного гамильтониана нейтринной системы. Вычисляются вклады от физических бозонов Хиггса в магнитные моменты нейтрино.

В разделе 4.2 изучаются резонансные переходы лево-стороннего электронного нейтрино 1/в£ при его движении через солнечное вещество. Найдены условия резонансов и также определены их ширины. Показано, что число возможных резонансов зависит от иерархии масс в нейтринном секторе. Вычислены вероятности переходов для рад личных осцилляцконных схем как в случае дираковского, так и в случае майорановскога нейтрино.

В разделе 4.3 обсуждается влияние солнечных вспышек на поток солнечных нейтрино. Начинается раздел изложением необходимых сведений об эволюции активных областей на солнце. Далее исследуются факторы, которые могут изменять поток при прохождении области солнечных вспышек. Анализ проводится как для случая равных, так и не равных нулю значений электромагнитных моментов нейтрино. .

В пятой главе рассмотрена, составная модель, обладающая глобальной £7/(2) слабой изостшовой симметрией.

В разделе 5.1 обсуждается эффективный лагранжиан, описывающий произвольные трилинейные бозонные связи. Требование С, Р и Т инвариантности ограничивает число возможных мулътшюльных моментов (ММ) IV бозона к четырем:

магнитный дшюльный,

^ = (12)

электрический квадрупольный и также их X аналоги, выражения для которых следуют из (11) и (12) заменами

е-*е сЛдвф, 7 2 (13).

В СМ и ее расширениях на древесном уровне мы имеем

¿у=1, Лк = 0, (14)

где V = 7,

Радиационные поправки увеличивают значения как электромагнитных, так и слабых ММ. Введение добавочных фермионных поколений или добавочных дублетов Хютса также увеличивает значения ММ уже на древесном уровне. Однако все эти отклонения (Аку — ку - 1 и ДАу — Ау) имеют порядок не более нескольких процентов. Таким образом, регистрация ДЛу и ДЛу с большими значениями будет свидетельством составной структуры Ш бозонов.

Раздел 5.2 начинается с вычисления поперечных сечений процесса е+е~ при произвольных значениях ММ. Асимптотическое

поведение полученного полного сечения следующее:

<гт - з. (15)

С другой стороны, в калибровочных моделях асимптотика сечения имеет вид:

(10)

Следует отметить, что составные модели также могут давать <гу с таких! же асимптотическим поведением, как и СМ. Это возможно в случае, когда ММ имеют структуру, подобную формфакторам адро-нов. Так, например, мы можем сделать простейшее предположение, что все ММ векторных бозонов определены, как

- А) + <?„ (17)

где д,- есть значения ММ в СМ, а величины с,* произвольны,

Л, . [ 0, х > 0 в(х) = { '

[1, КО

п > 1 для Лу и п > 2 для ку.

Далее мы предполагаем, что все ММ являются постоянными величинами, и работаем при энергиях л/а < Л&, Тогда асимптотическое поведение реакции е+е~ определяется формулой (15). Можно

было бы думать, что при этих обстоятельствах мы с уверенностью отличим составную модель от каких-либо других моделей в любой области рассматриваемых анергий. Действительно, в случае СМ полное ноперечнре сечение, достигнув своего максимума при л/з ~ 200 ГэВ, начинает уменьшаться, согласно формуле (16). В составной модели мы ожидаем, что от будет расти как линейная функция я по всей области энергий. Однако при определенных значениях ММ полное сечение в составной модели обнаруживает интересное свойство, которое легко может быть замечено из ее аналитического выражения. Сечение увеличивается до энергий 200 ГэВ или около того, затем падает до своего минимума и только после этого начинает расти линейно по

Одним из примеров существования минимумов будет условие

АЛ, = АХг = Д*7 = -0,7 <Д£г< 0,83.

Если | Дкг ) увеличивается, то минимум сдвигается в сторону меньших значений д/а, и при этом величина (а)„,-„, растет. Придавая значения СМ трем ММ и варьируя только один из них, мы получаем еще три простейших условия существования минимумов для составной модели:

-0.78 < < 1.10,

-0.61 < АХу < 0.77,

-0.57 < ДЛг < 0.59. (18)

Далее рассматриваются процессы, идущие только за счет электромагнитных взаимодействий во втором порядке теории возмущений. Изучается влияние аномального магнитного момента на асимптотику этих сечений. Заканчивается раздел исследованием процесса парного образования IV бозонов на адронном коллайдере. Приведены границы на мультипольные моменты IV бозона, которые могут быть аолучены в этом случае.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ_____

1) Предложена непрерывная лево-правая модель электрослабых взаимодействий. Эта модель имеет дополнительный параметр, а именно угол связанный с ориентацией дополнительного по отношению к стандартной модели SU(2)r генератора в групповом пространстве. Варьируя этот угол, мы можем получить все возможные версии как симметричных, так и асимметричных лево-правых моделей. Предложенная модель удовлетворяет принципу соответствия, т.е. при определенных значениях структурных параметров она воспроизводит весь спектр предсказаний стандартной модели. Найдены экспериментальные ограничения на угол ip для симметричного случая. Рассмотрены случаи как дираковского, так и майорановского нейтрино.

2) Получено в рамках ЛПМ аналитическое выражение для обратного беэнейтршшого двойного /3 распада (е~е~ —v H^VV,") для случая поляризованных е~-пучков. Асимптотическое поведение найденного сечения находится в согласии с унитарным пределом.

а) В случае к = п — 1 реакция здег главным образом для LR поляризованных электронов. Поскольку СМ предсказывает <хщ равное нулю, то наблюдение отличного от нуля поперечного сечения в этом случае будет ясным сигналом ЛИ симметрии электрослабых взаимодействий. Найденное выражение для cr^ имеет максимум в области энергий порядка 200 ГэВ. С увеличением m^,, n'iji растет и может достигать значений порядка 0.3 пб при = 1.4 ТэВ.

б) Для канала е~е~ —► WfWf основной вклад дает LR-поляризовашшй электронный пучок. При увеличении ты, работает механизм роста полного поперечного сечения. Для выбранных значений структурных параметров ЛПМ максимум crCî2) находится в области энергий порядка ~ 700 ГэВ. После достижения этого максимума полное сечение начинает уменьшаться как s'1 ln s.

в) Домютругопщй вклад в поперечное сечение реакции е~е~ —► W^Wf дают RR-поляризов алные электронные пучки. Зависимость

сечения от тп^ в этом случае весьма сходна с зависимостью «г^11' и

Существует значительная неопределенность, связанная с массами Ait Ее главный источник- это выбор потенциала Хиггса. Анализ показал, что влияние значений тд^ пренебрежимо мало при условии

В противном случае имеется резонансное усиление в з-канале. Необходимо подчеркнуть, что резонансный пик в обратном безнейтринном двойном р распаде может встречаться в случае е£е£ и ejej поляризованных пучков и отсутствует для случая LR поляризованного е~ пучка. Следует также отметить экстремально высокую чувствительность полученных сечений к таким параметрам ЛПМ, как угол смешивания в нейтринном секторе, угол смешивания между заряженными калибровочными бозонами и константой связи дп-

3) Рассмотрены процессы парного образования W-бозонов

e-fi-^Wk~WT;, (19)

e-^-^WbW*, (20)

л которые могут быть зарегистрированы на мккншых коллаДцерах в режиме с фиксированной электронной мишенью. Регистрация этих реакций будет прямым подтверждением не равного нулю угла смешивания между нейтрино, принадлежащими электронному и мюонному поколениям. На основании анализа полученных выражений для полных поперечных сечений было установлено, что при использовании в теории "see-saw mechanism" доминирующими являются только каналы с RR поляризованными начальными лептонами.

Показано, что реакции (19) и (20) представляют интерес с точки зрения изучения структуры Хиггсового сектора теории. В обоих реакциях вклады от бозонов Хиггса присутствуют только для одинаково-поляризованных начальных лептонов. Следовательно, для их выделения необходимо поляризовать как пучок мюонов, так и электронную

мишень. В этом случае целесообразно использование таких мишеней, как эшггаксиально выращенный катод, состоящий из деформированного арсенида галлия, что позволяет получить уровень поляризации порядка 90%,

4) Выполнен анализ ^-парного рождения при столкновении е+е~ пучков на базе точного вычисления полного поперечного сечения. Для нелоляризованных е+в" лучков проявления ЛП симметрии могут наблюдаться только в области энергий до 460 ГэВ. В этой области, в зависимости от значений Др^г и Ф, отклонения ЛПМ от СМ могут достигать 2<7.уровня. При исчезающе малых значениях Дрм единственный способ наблюдения косвенных проявлений ЛП симметрии - это измерение поперечного сечения при поляризованных пучках на кол-лайдерах с энергией порядка 400 ГэВ. Исследования показали, что косвенные эффекты должны быть наиболее значительны для епе1 пучков. В этом случае отклонения от СМ главным образом зависят от значений Ф и л/з. Эффекты , связанные с право-сторонним нейтрицо, максимальны для ПЬ поляризации. Однако величины этих эффектов пастолько малы, что не могут быть надежно измерены. Роль А'^я становится существенной для процессов

благодаря тому факту, что И^Лаяе связь пропорциональна сок

5) Анализ двух-флейворной системы майорановских нейтрино с точки зрения ЛПМ показывает, что, в зависимости от соотношения нейтринных масс в лептонном семействе и выбранной схемы смешивания, картина осцилляций может значительно изменяться по отношению к СМ. В случае, когда все массы достаточно близки друг к другу, число возможных резонансных переходов для майорановского (дираковского) *>„£ может достигать 6 (7). Появление новых резонан-сов обусловлено нейтрино, принадлежащими 317 (2) д сектору. При 1Щ й? Ш2 < < т3 рз гщ и смешивании нейтрино с одинаковой спираль-ностью, но разным, флейвором число резонансных переходов рав-

но 2, и отличие от СМ сводится только к величинам потенциала материи. При существующих ограничениях на параметры ЛПМ разность в потенциалах не должна превышать 1,2%. Проблема солнечных нейтрино в ЛПМ может также быть объяснена и при выборе

m 1 << Ш2, Шз « Ш4,

который диктуется иерархией масс в теориях великого объединения.

Нейтрино, проходящие сквозь солнечные пятна (СП), практически постоянно на своем движении сквозь Солнце и его атмосферу находятся в области интенсивного магнитного пола. Согласно существующим представлениям, структура этого поля достаточно сложна {{tût В), О, геометрическая фаза и ее пространственная производная отличны от нуля), а величина может изменяться от ~ ю8 Гаусс в центральной до ~ 103 Гаусс в корональной областях Солнца. Резонансная картина для таких нейтрино может оказаться богаче, чем для нейтрино, не встречающих на своем пути СП. Так, например, ре-эонансы Vei —» Ntfi, vsi —> Nxr, vtL &XL за счет изменения Ф и jz могут произойти и в конвективной зоне и в атмосфере. Следовательно, сравнение нейтринных потоков, проходящих области СП, и потоков, не встречающих при своем движении СП, будет служить источником информации по вопросам: а) структуры электромагнитного поля Солнца, б) величины мультилольных моментов нейтрино, в) нижних границ на массы дополнительных по отношения? к СМ нейтрино.

6) Показано существование корреляции нейтринного потока с солнечными вспышками. Опираясь на существующую модель солнечных вспышек, связанную с перезамыкаиием магнитных силовых линий солнечных пятен, мы исследовали возможные факторы, приводящие к этой корреляции. Подчеркнем, что корреляция может иметь место как при ОС1, так и при ОС2. Регистрация корреляций нейтринного потока с солнечными вспышками уже возможна на нейтринных телескопах следующего поколения, где статистика событий будет повышена на два порядка.

7) В рамках составной модели с SU(2)¿xí/(l) глобальной калибровочной симметрией рассмотрены процессы парного образования W-бозонов на е+е~, рр я уу коллайдерах. Для Р, С и Т инвариантной теории найдены границы на электромагнитные и слабые моменты W-бозонов. которые могут быть получены из сравнения теоретических я экспериментальных данных.

Показано, что при определенных значениях мульхипольных моментов W бозона поперечные сечения процесса —* могут иметь минимумы. Значения этих минимумов и их положения целиком определяются величинами мультипольных моментов ТУ-бозонов. Этот механизм объясняет тот факт, что получаемые ограничения на значения ММ векторных бозонов с увеличением анергии становятся более точными. Действительно, если до достижения минимума поведение сечения в составной модели трудно отличимо от поведения сечения в СМ ¡V )см*, то после прохождении минимума сечение составной модели 4,1 счет линейного роста но s быстро удаляется от (т/см-Содержание диссертации отражено в следующих основных работах:

1 Boyarkiu О.М., ТЬе contimious left-right symmetric and antisymmetric

models //' Acta Phys. Pol. B. - 1992. - P.1031-1045.

2 Boyarkin O.M., Pair production W-bosons in SU(2)b x SU{2)fí x 17(1)

model // Acta Phys. Pol. B. - 1990. - V.21. - P.495-499.

3 Бояркин O.M., Рождение W бозонов в e+e~ столкновениях // Изве-

стия вузов.Физика - 1991. - N 2. - С.28-32.

4 Бояркин О.М., Непрерывная лево - нравосимметричная модель

электрослабых взаимодействий // Ядер. физ. - 1993. - Т.об. -С.135-145

5 Бояркин О.М., Поиски проявления лево - правой симметрии на

коллайдерах, // Ядер. физ. - 1994. - Т.57. - С.2238-2245.

6 Boyarkin О., Rein D., Neutrino mass and oscillation angle phenomena

within the asymmetric left - right model // Phys. Rev. D. - 1996. -V.53.- 361 - 373.

7 Boyarkin O. and Rein D., Resonant precession of neutrinos endowed

with the anapole moment // Z. Phys. C.-1995.-V.67.-P.607-611.

8 Бояркин O.M.t Влияние солнечных вспышек на осцилляции нейтри-

но // Известия вузов. Физика.- 1996.- N б.- С.116 - 120.

9 Бояркин О.М., Осцилляции Майорановского нейтрино в лево-

правых моделях //Ядер, фиэ.- 1996.- Т.59.- N 5.- С.886-893.

10 Boyarkin О.М., The solar neutrino problem within the left-right model

// Phys.Rev. D.- 1996.- V.53.- P.5298 - 5309.

11 Boyarkin O.M., The left-right model of electroweak interactions

//Proceedings of the XV International Warsaw Meeting on Elementary Particle Physics, 1992, 25-29 May, Kazimierz, Poland, P 274-279.

12 Бояркина Г.Г., Бояркин O.M., Поиски нарушения лептонного

флейвора на мюонкых коллайдервх // Ядер. физ. - 1996. - Т.59. - N 12.

IS Boyarkin О.М., Production of W± bosons in e+e~ colliding beams //Proceedings of the XIII Warsaw Simposium on Elementary Interactions, 1990, 28 May-1 June, Kazimierz, Poland, P.255-261.

14 Boyarkin O.M., Asymmetric left-right model of electroweak

interactions// Phys.Rev. D.-1994.-V.50.-P.2247-2255.

15 Бояркин O.M., Рождение калибровочных бозонов в лево-

правосимметричной теории // Ядер, физ.- 1991.-Т.54.-С.839-846.

16 Boyarkin O.M., The W+W pair production in the extended gauge modela//Proceedings of the XTV International Warsaw Meeting on

Elementary Particle Physice, 1991, 27-33 -May, Warsaw, Poland, P.432-436. __ ----------

17 Boyarkin O.M., Probing Physics beyond the Standard Model //Acta

Physica Polonica В.- 1991.- V.23.- P.287-307. collisions // Z. Phys. C. - 1986. - V.30. - P.575-584.

18 Бояркита О. M., W бозон с мультипольнмми моментами // Известия

вузов. Физика.- 1990.- N 9.- С.58-61.

19 Боярктш О.М., Процесс е+е" —* W*W~ в различных моделях

электрослабого взаимодействия //Ядер. физ.-1991.-Т.54.-С.Ю55-1066.

20 Бояркин О.М., Электромагнитные взаимодействия массивных век-

торных мезонов // Проблемы ядерной физики и космических лучей. Харьков. -1976. Т.5. - С.34-43.

21 Бояркин О. М.» Электродинамика частиц со спином, равном еди-

нице // Укр. физ. журнал, - 1976. - Т.21С',206 -306.

22 Бояркин О.М., Электромагнитное взаимодействие векторных ча-

стиц в $0(1,1) инвариантной теории // Известия вузов. Физика -1989,- N 10-С.79-85.

23 Boyarkin О.М., Probing Physica beyond the Standard Model.

Preprint /Institute of Theoretical Physics Warsaw University.- 1991.-IFT/19/91-P.1-31.

24 Boyarkina G. G and Boyarkin О. M., Lepton number noncooserving

processes at muon colliders// The Second International Workshop, Quantum Systems: New Trends and Methods, Minsk, Belarus, June 3-7, 1996 (to appear in Proceedings).

РЕЗЮМЕ

Бояркшг Олег Михайлович

ЛЕВО-ПРАВЫЕ И СОСТАВНЫЕ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОСЛАБЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ

Лево-правые модели (ЛПМ), стандартная модель электрослабых взаимодействий (СМ)» калибровочные векторные бозоны, коллай-деры, бозоны Хиггса, обратный двойной безнейтринвый бета распад, солнечные нейтрино, нейтринные осцилляции, вероятности выживания электронных нейтрино, солнечные вспышки, составные модели, мультипсшьные моменты калибровочных векторных бозонов (ММ).

Предмет исследования: коллайдерные эксперименты с точки зрения лево-правых и составных моделей электрослабых взаимодействий; физика солнечных нейтрино в рамках ЛПМ.

Дели работы: создание модели, обьединяюхцей все возможные ЛПМ, исследование возможного проявления лево-правой симметрии в коллайдерных экспериментах и в экспериментах с солнечными нейтрино, исследование составной структуры калибровочных векторных бозонов па лептонных и адронных коллайдерах.

Методы исследования: квантовая теория ноля.

Результаты, их новизна и применение: построена непрерывная ЛПМ электрослабых взаимодействий. В рамках этой модели изучены процессы образования калибровочных векторных бозонов в е~е+(с~), и рр столкновениях. Найдены аналитические вы-

ражения для поперечных сечений в случае поляризованных начальных частиц и изучено влияние параметров модели на эти сечения. В двухфлейворном базисе для случая ЛПМ исследовано движение нейтринного потока в магнитном поле и веществе Солнца. Определены условия резонансных переходов и вычислены вероятности выживания для левостороннего электронного нейтрино. Предсказана корреляция

между нейтринным потоком и солнечными вспышками.

Для составных моделей гоучены процессы образования заряженных калибровочных векторных бозонов. Найдены границы на ММ, которые могут быть получены из сравнения теоретических и экспериментальных данных. Показано, что г1ри определенных значениях ММ поперечные сечения реакции е+е~ —V имеют минимумы, толь-

ко после достижения которых сечения начинают расти как линейная функция энергии начальных лептопов.

РЭЗЮМЕ

Баяркш Алег М1хайлавгч

ЛЕВА-ПРАВЫЯI САСТА^НЫЯ МАДЭЛ1 ЭЛЕКТРАСЛАБЫХ УЗАЕМАДЗЕЯННЯУ

Лева-правыя мадэл1 (ЛПМ). стандартная мадэль электраслабых узаемадзеянняу (СМ), кал1бровачныя вектаркыя базоны, нейтрьпшыя асцыляцыЗ, ¡мавернасгр выжьшааня электронных нейтрьша, сонечныя успынш, састаупыя мадэлц мульцшольныя моманты кал1брозачных вектариых базонау (ММ).

Прадмет даследававня: колайдарныя эксперименты з пункту гледжанпя лева-правых з саста^шых мадэляу электраслабых узаемадзеянняу; фшка сонечных нейтрына у межах лева-правых мад-эля^.

Мэты працы: стварэпне мадэл], якая аб'ядноувае усе магчы мыя лева-правыя теорьп, даследаванне магчымага праяулення лева-правай аметрьп $ калайдэрных экспериментах 5 9 эксперыментах з сонечным! нейтрына, даследаванне састауной структуры калиброванных вектарных базонау на лептопных 5 адронных калайдзрах.

Метады даследавання: квантавая теорыя поля.

ВынЬп, ix навшиа i выкарыстакке: пабудавана непары^ная лева-правая мадэль электраслабых узаемадзеянняу: У межах гэтай мэдел! вывучаны працэсы утварэння кал!бровачных вектарных базо-на# у е~е+(е~), /х~/1+(д~) i рр сутыкненнях. Знойдзены аналйгычныя выразы для палярочных сячэння^ у выпадку палярызавалых пачат-ковых часцшак i вывучаны уплыу параметрау мадэл! на гэтыя сячэн-hî. У двухфлейварным 6aaice для выпадку ЛПМ даследаваны рух ней-трыннага патоку f магттным дат i рэчыве Сонца. Вьгзначаны ^шовы рзэаналсных пераходау i вььшчаны 1мавернасш выживания для лева-баковага электроннага нейтрына. Прадказапа карэляцыя памеж ней-трынным патокам i сонечным! вспышкам!.

Для састауных мадэляу вывучаны працэсы утварэння зараджа-ных кал]'бр«ва;чных вектарных базона^. Знойдзены межы на ММ. якзя могуць быць атрымаяы з парауиання тнарэтычных i экспериментальных данных. Пакаэана. што пры пэуяых значэннях ММ папярочныя сячзнш рэакцьп е+е~ И'+iF" маюць мдамумы, толыа пасля дасяг-нення яюх сячэнш пачьшаюць узрастаць як линейная функция энергп пачаткавых лептонау.

ABSTRACT

Boyarkin OIeg Michilovich

LEFT-RIGHT AND COMPOSITE MODELS OF ELECTROWEAK

INTERACTIONS

Left-right models (LRM), standard model ofelectroweak interactions (SM), gauge vector bosons, colliders, Higgs bosons, inverse neutrmoless double beta decay, solar neutrinos, neutrino oscillations, survival probabilities of electron neutrinos, solar flares, composite models, multipole moments of charged vector bosons (MM).

The object of investigation: colliders experiments from the point of view the left-right and the composite models of the electroweak interactions; physics of the solar neutrinos within the LRM.

The aim of work: building of the model united all the possible LRM, the investigation of the possible left-right symmetry manifestation in the colliders experiments and the experiments with the solar neutrinos, the investigation of the composite structure of the gauge vector bosons on the iepton and hadron colliders.

Methods of investigations: quantum field theory.

Results and innovation: the continuous LRM of electroweak interactions is built. Within this model the processes of the gauge vector boson pair productions in e~e+(e~), and pp collisions are

considered. For the case of the polarized initial leptons the analytical expressions of the cross sections are found and the influence of the model parameters on the?« cross sections are studied. For the LRM in two flavor approximation the motion of the neutrino flux in the magnetic field and the solar matter is investigated. The conditions of the resonance transitions are defined and the survival probabilities of the electron neutrino are calculated. The correlation of the neutrino flux with the solar flares is predicted.

For the composite models the processes of the charged gauge boson production axe investigated. The bounds ou the MM wieh could be obtained from the compaiisicn between the theoretical and the experimental data are found. It is shown that at the definite values of the MM the cross sections of the reaction e+e~ -* W+W~ haw the minima and the cross sections start to grow as the linear function of the initial ieptons energy after reaching these minima only.