Влияние внешнего поля и конечной температуры на радиационные эффекты в калибровочных теориях тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.02 ВАК РФ

?Yb vi«

2 Ü coEB I1'45

Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова

Физический факультет

На правах рукописи

ЭМИНОВ Павел Алексеевич

ВЛИЯНИЕ ВНЕШНЕГО ПОЛЯ И КОНЕЧНОЙ

ТЕМПЕРАТУРЫ НА РАДИАЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ В КАЛИБРОВОЧНЫХ ТЕОРИЯХ

Специальность 01.04.02 — теоретическая физика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук '

Москва 1996

Работа выполнена в Московском государственном институте электроники и математики (технический университет)

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

А.И.Никишов

доктор физико-математических наук профессор Б.И.Садовников доктор физико-матсмгггических наук профессор Р.Н.1Фаустов

Ведущая организация: Томский государственный университет

Защита состоится "SL" 1996 г. в Й* .час. иа засе-

дании диссертационного Совета Д 053.05.41 при Московском государственном университете вы. М.В.Ломоносова по адресу: ] 19899, г.Москва, Воробьевы горы, МГУ, физический факультет, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ.

Автореферат разослан "^"С^Л^йЛа. 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного Coi доцент

И.А.Квасников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Исследование квантовых процессов во внешних классических полях представляет собой одну из важных задач современной физики. Развитие ускорительной техники н появление п спяпл с этим пучкоп члегиц спсрхвысоких энергий, а гакже получек не интенсивных электромагнитных ноле й в лабораторных условиях, значительно расширяют возможности изучения различных квантовых эффектов во внешних электромагнит^ ных полях и их дальнейшего использования в науке и технике. Принципиальное значение для проверки Стандартной модели н в связи с возможными астрофизическими приложениями имеет развитие теории в область больших ианряжениостей внешиего поля и малых расстояний, а также исследование квантовых процессов высших порядков, происходящих но внешнем иоле. Важная роль при разработке этих и некоторых других вопросов современной физики высоких энергий придается изучению характерных поляризационных эффектов, учет которых резко повышает информативность процессов взаимодействия элементарных частиц.

В последнее время особую актуальность приобрели исследования аффектов, связанных с конечной температурой и плотностью среды с учетом влияиия внешних полей. С точки зрения физических приложений сюда в первую очередь относятся явления, сопровождающие распространение фермионов и фотонов в среде, осцилляции намагниченности электрои-позитропного газа,фазовые переходы в моделях взаимодействия элементарных частиц на ранних стадиях эволюции Вселенной.

Вместе с тем нелинейные квантовые эффекты в горячей и плотной среде проявляются в поляк значительно более слабых, чем в вакууме, а их изучение представляет собой одну из фундаментальных и мало исследованных задач современной физики. Следует подчеркнуть, что расчет конкретных физических эффектов даже в случае равновесной бесстолкновительной плазмы в присутствии относительно сильного магнитного поля был начат лишь в последние годы и потребовал разработки новых методов исследования квантовых процессов при наличии внешних условий. В связи

с открытием высокотемпературной сверхнроводимости, дробного эффекта Холла, а также для моделирования других физических явлений в тонких пленках, noHUHJUicb необходимость и в исследовании трехмерных теорий ноли с внешним магнитным нолем при конечной температуре н плотности среды. Методы статистический КЭД с интенсивным внешним полем находят широкое применение d адронной фнтнке при изучении природы фазового перехода адрокм —► кварк глккти;1Я11Лазма(К1'И),обра1ованиеко1орой ожидается в экспериментах но столкнопению тяжелых ядер. Теоретическое исследование вопросов, связанных с КП1, неразрывно связано со структурой вакуумного состоянии КХД, которая в па-сгоящее прем я ос к:я неизвестной. Полому представляется ак-туЛльпым исследование спектра кваркпвых и глюонных возбуждений в Ki ll с учетом ненертурбативной схруктуры ьакуума КХД. При этом целесообразно р;»ссыотрение моделей вакуума, допускающих решение.во:<ник;ио1цих задач в аналитическом виде.

Наконец, для решения ряда фундаментальных проблем физики элементарных частиц в расширенных моделях Сгандартной теории вводятся новые гипотетические частицы (фамнлон, аксиом, суперчастнцы), что имеет важные следствии также для астрофизики и космологии: позникакгг новые механизмы энергетических потерь звездами и дополнительные вклады в массу «темного вещества» во 1ксленноП. Исследование различных механизмов рождения нестандартных чистин в экстремальных внешних условиях позволяет цолучнгь ограничения на конс-ганты связи и массы этих частиц, которые оказываются даже более жесткими по сравнению с напученным» в лабораторных условиях и иредепшлякя несомненный физический интерес.

Целью диссертации ивлнегся развитие метода точных решений релятивистских волновых уравнений для построения теории радиационных эффектов в горячей и плотной среде в присутствии внешнего калибровочного поля и ее применения для исследование процессов распространении и взаимодействия ферм испои и бозонов в Стандартной модели элементарных частил, а также в ее возможных обобщениях.

Научная новизна. В диссертации получены следующие основ; ные новые результаты, которые выносятся на защиту:

1. Разработан метод пшюнрсмснного учета плнянми внешнего ноли, конечной температуры и плотности среди на распространение фермионов н к.'ишброшгшых гоорних плаимодей-<■ Iвин члемен1арных час гли, оснонаннмй на использовании впервые полученных п работе точных временных функций Грина фермноноп при конечной -температуре в постоянном внешнем поле.

2. На основе предложенного метода построена теории ряда но-пых радиационных эффектов при п.г'пеши внешних условий: исследованы раднадионнме сдвиги энергии электрона и массивного диракопскопо нейтрино в памагниченной электрон позитронной плазме, а также вклад обменного изаимодей-стпии и радиационный сдвиг массы кварка в кпарк глюонпой плазме н постоянном хромомагнитном поле, моделирующем вакуумный глиюнный конденсат.

3. Впервые проведено исследованио днухпетленою термодина-мическото потопцнала квантовой электродинамики п постоянном магнитном поля. Покапано, что двухнетлевой вклад в осциллирующую часть намагниченности электронного газа, содержащий информацию о полком радиационном сдвиге энергии электрона, может, как и в однппстлспом приближении, существенно превосходить монотонную часть памагаи-чснности.

Л. Изучены однонетлепые радиационные эффекты в (24-1 ^мерной КЭД с постоянным внешнем полем при конечной температуре и плотности среды: вычислены поляризационный оператор и амплитуда упругого рассеяния фотона в КЭДг+1 с внешним магнитным полем, в топологически массивной КЭДз+1 найдены вклад эффектов конечной температуры и плотности среды в собственную энергию электрона и индуцированная за счет эффектов горячей и плотной среды масса электрона в первоначально безмассовой КЭДг+1 с черн--саймоновским членом.

5. Метод точпых решений релятивистских волновых уравнений

впервые нснолмонад для получения ограничений на параметры новых частиц, предсказываемых в сунерсимжприч-ных моделях таимодейотния элементарных частиц. Показано, что и экстремальных условиях сильных внешних полей возможно интенсивное рождение суперпартнерон известных элемен тарных частиц, а полученные ограничения на их массы являются более жесткими но сравнению с последними лабораторными ограничениями.

6. Развита теория элек трослабых процессов высших порядков во внешних элект|х»«агнишых нолях с учетом радиационных и пшмртшюпных эффектов. Покапано, что полученные результаты могут найш применение для проверки Стандартной модели и ее возможных обобщений, и также для астрофизических приложений.

7. Развита теория элсхтрослабмх процессов в сверхсилышы нитном поле // > //о = ~ ( г г» и е -- масса и заряд ленто-на), таких, как ассоциативноерожденнехипговскоюбозонас 7/-<*ионом, распад мюона, нейтринное синхротронное излучение, процесс излучения нейтральной векторной частицы заряженным ультрарслнтивистским леитоном. Показано, что в компактных звездных сх')ралов;шинх, таких как нейтронные звезды, вероятности указанных процессов достигают существенных значений.

Практическая ценность диссертации. Полученные в диссертации результаты представляют интерес как с точки зрения разнообразных физических приложений, так и в принципиальном отношении, будучи осноьой для проверки калибровочных теорий взаимодействия элементарных частиц. Предложенные в ней новые методы исследования квантовых процессов при наличии внешних условий используются и развиваются специалистами в области квантовой теории интенсивного внешнего ноли.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на научных сессиях ОМФ РАН (Москва, 1979, 1986, 1590, 1994,1995), па Ломоносовских чтениях (МГУ, 1985, 1995), на Втором фридмановском международном семинаре но рравнтации

к космологии (Слнкт Петербург, 1993), ма Международном семинаре на синкопой фишке высоких энергий (Протвино, 1993), на Международном сошшаре но кнангоной теории ноли при наличии внешних условий (Лейпциг, 1995), на Седьмой ломоносовской конференции но физике элементарных частиц (Москва, 1995), а также на научных семинарах кафедры теоретической физики физического факультета МГУ.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 28 работ, список которых припеден в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка цитируемой литературы, включающего 222 библиографические ссылки. Общий объем диссертации составляет 252 страницы текста, набранного в издательской системе включая 7 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Но введении обоснован выбор темы диссертации, сформулирована цель работы и обозначен круг рассматриваемых вопросов. Изложение материала внутри глав организовано следующим образом. Каждая глава имеет вводную часть, посвященную общей формулировке решаемой задачи, краткому библиографическому обзору по теме и обсуждению возможных приложений полученных результатов.

13 первой главе диссертации рассматриваются принципиальные вопросы, связанные с учегом внешнего поля, конечной температуры и плотности среды в квантовой теории поля. Для решения проблемы одновременного учета влияния внешних условий на радиационные эффекты в калибровочных теориях-взаимодействия элементарных частиц предложен новый метод исследования, основанный на использовании полученных в работе временных функций Грина фгрмионов при конечной температуре в постоянном внешнем поле.

Во второй главе развивается теория электрослабых процессов в сверхсильном магнитном ноле с напряженностью Я > Я> ~

<~ I0'3 Гс, которая янляегс.я основой для ;lii;uiii<;i физических иилепиИ n компактных звездных образованиях, laKH.x как нейтронные •.111с:1Д1.|, где магпиi nue поли могу т достигать значений 1013 I 'с и выше. Ингерес к и мучению таких процессов обусловлен также no'iiuiKiioivriiiH'M сверхсильного магнитного поли п л;юорат<1рных условиях при нецентральном столкновении тижелых ионов и, возможно, к протон ¡шгинропишмх колдайдерах никого поколении.

H носгроена теории нейтринношсннхротрмшшги излучении » снсрхс.н льном магнитом ноле. Найдены веройi ности переходов релмтииисккотялектронас высоково м>у ж денных уровней с главными квантовыми числами i> » I в основное («' — О) и слаГх> во.шужденные (»' ~ 1) (чк гоиним с испускание^ нары нейгрипо антинейтрино. Рассмотрены также переходы на уровни с большими кпмнгивыми числами н' 1 (»/ и). Нокшано, чю вклад высоковозбужденных состояний « полную iu'jmix 1 коси. проно са убы-nw с |i«'wm и' кия и'-1. Эго пожучило в логарифмическом приближении iiailTM полную пером гноеть процесса » сверхснльпом магнитом поле, которая соинадмег с ре зуль lantM, полученным ранее другими авторами » квзднклдесмчсском приближении в слабом ноле И <Z Ло- Приведены оценки относи гелиюш вклада перехода в основное (чк'1-inumc к суммарную нероипилпь процесса. Например, при И - 2//0 н И = 10 МчН :<wt вклад доститет 30%.

H §3 исследовал процесс излучения массивной векторной частицы релнтивист-ским Улектрсиюы боч ограничении на величину напряженности магнитного поля. Покатано, что в относительно слабых нолнх ( И < Яо, ~y',j >1, M —- масса векторной частицы, m и Е -- масса и анергии электрона, А/ » m ) вероятность процесса экспоненциально мала. Вычислена вероятность переходов па основной и слаоовозбужденные уровни в магнитом иоле И > //о. Б случае сверхсильных нолей // > i/o и кван-топых чисел и' >> ], п' <£ г», когда наибольший ннк-рес представляет область энергий электрона, определяемая неравенством â3 ' ' („} (л = найдено отношение вероятности ис-

пускания массивной векторной частицы к вероятности излучеиим безмассового 7-кванта. Из их сравнении сделан вывод о том, что

рождение нейтральной векторной частицы в спсрхсильном магнитном поло является достаточно вероятным процессом.

И §1 на примере процесса распада покоящегося мюона » сверх-силыюм магнитном ноле // 3> ( М —масса мюона) покачано, что имеет место своеобразный эффект одномеризации аналогичных процессов: ограничения на фазовый обьем электрона, следующие из уоюпия // л'—, приводят к тому, что и результате распада рождается электрон » основном состоянии (и = 0), который дпижется но направлению магнитного ноля, а его спин ориентирован » противоположном направлении. Но сравнению со свободным распадом, когда псе направления нылета электрона возможны, вероятность одномерного раснада больше н 16/3 раз.

Н изучаются процессы ассоциативного рождения хиггсовско-го бозона ¡1 с нейтральным векторным 7, бозоном » снерхсильном магни тном поле. Процессы совместного рождения хипсопскогобо-зонас калибровочными бозонами являются наиболее перспективными среди различных механизмов рождения хиггсовского бозона. поиски и исследование свойств которого представляют собой одну из важнейших задач современной физики. Получены вероятности процессов магнитотормозного излучения релятивистским лентоиом хиггсовского бозона совместно с й-бозоном и аннигиляции электрон- позитронной пары в систему Я + Н. Показало, что рассмотренный ранее другими авторами процесс магнитотормозного излучения хипххшекого бозона (е —► <; + И) сильно подавлен по сравнению с изученным в работе механизмом ассоциативного рождения хиггсовского бозона с '¿-бозоном (с -ч « + 2 + Я), а, сечспие процесса е~ + е+ —* Ъ 4- Н в сверхсилыюм магпитном иоле может значительно превосходить сечение той же реакции в свободном случае.

В третьей главе диссертации изучаются электрослабые процессы высших порядков во внешних электромагнитных полях с учетом радиационных и поляризационных эффектов. Главное внимание уделяется их возможным приложениям, в частности для проверки Стандартной модели.

В §6 рассматривается рассеяние плоской линейно-поляризованной волны на релятивистском электроне в магнитном поле Я < #(,. Получены спектрально-угловое и спектральное распре-

деление сечения iijxiiiirc.-i с переворотом {{ — " без пере-

ворота (( = Í') спина электрона для л— л о компонент линейной поляризации падающего и рассеянною фогоноп. Исследо-пана :ianncnMtxvi'j. сечения процесса о г напряженности muiiuuiiíihi ноля, энергий электрона и палаюшет фотона. Показано, что сечение рассеяния с перепоротом cumia зависит or нач.ип.ноИ ори оптации пиша электрона таким образом, что рассеяние линейно поляризованной волны на злею pone и магнитном поле может приводить к преимущественной ориентации спина элекцюнапротив направлении матши ною ноля, а щученные поляризационные зф-фектм «наше доступны экспериментальному Наблюдению.

. П §7 исследуется протес фогорождения элемрон по пнронной нары и фотона и магнитном ноле. В полученном выражении ;ui>i порожное i и щшщчеа, учи шмакицем спиновые сос гонння нары И фотона, выделены ынгреш паи и некогерещная част, различающиеся (xviacrxмн формирования. Изучена зависиммп ь некоге рентной части вероятности процесса от инвариантного параметра Ж = 5*rj-(/'v,4î,.)'-j)/J = где /■'„„ loinop ноли, к. •»

импульс фотона, - поперечная к II компонента импульса

к. Показано, чю наиСххнео верой шо рождение нары с противоположно ориентнроианным» спинами, причем при а' < I спиц

электрона должен Гл.иь направлен прошв, a nunupoiia...... вдоль

магнитного поля. Полученные результаты после су ымнров.чннх по поляризации злекгрона и позитрона совпадают с результаты работ Морозова и Нлрожиош, » которых указанный процесс рассматривался в постоянном скрещенном ноле, а поляризационные эффекты не учитывались.

И $8 на основе квазиклассических решений уравнении Дирака во внешнем электромагнитном ноле редмондовской конфигурации получены спектрально -угловое и спектральное распределение вероятности фотораснадалептонав постоянном магнитном иоле, зависящие от величины масс конечного и начального леи кшов и их спиновых состояний. Показано, чю включение внешнего поля увеличивает вероятность процесса, а характер зависимости от синна конечного лептоиа указывает на преимущественную его ориентацию против направления магнитного поля. Учег поляризации lia-

it)

дающей полны по »полил видели п. Р нечетный вклад интерференции векторной и акси.'ишю векторной чнслей лагранжиана взаи-модгйспшя и нс/к/нгно'п, процесса, величина которою олатдарн зависимости от напряженности магни гнои» ноли и энергии лепго-на может быть лота варьируема в экспериментальных условиях.

П пом же параграф«' построена теория процесса фошрождения нейтринной нары релятивистским электроном в постоянном маг-пит ном ноле. Рассмотренный процесс наряда <: нейтринным син-xpoiровным излучением может играть пажную роль в энергетических потерях зиечд за счсч- нейтринной) излучения.

Характерной особенностью член-трослабых процентов высших порядком по внешних полях является возможность их резонансного протекании. Это с.пизано с тем, что по внешнем поле разрешены уже процессы первого порядка. В некоторой области энергии и угловых переменных частица в промежуточном состоянии может выйти на массивую поверхность и возникает резонансная расходимость сечении процесса, пичиелгнпот по теории возмущений.

15 1¡!I развита тчирня резонансных процессов в поле плоской электромагнитной полны, на основе которой исследованы процессы резонансною тормозною излучения релятивистского электрона па электроне и на ядре в поле плоской электромагнитной волны слабой интенсивности ( (J = < 1. — амплитуда 4-потенциаланолнм, т и е - масса и заряд электрона), а также резонансного двухфогоипого рождения пар на ядре и на электроне. Показано, что лазерное облучение сталкивающихся электронных пучков может на порядок повысить сечение тормозного излучения в резонансной области с одновременной регистрацией рассеянного па большой угол электрона. Аналогичный эффект имеет место и при резонансном фоторождении нар на ядре и иа электроне.

В §10 рассматривается двухпетлевой вклад за счет процесса г; -+ е f/М- // с в аномальный магнитный момент (ЛММ) леито-на в ностоннпом магнитном поле. Изучена его динамическая природа и зависимост ь от массы хиптовскога бозона. Показано, что исследованный ранее другими авторами одпопстлевой вклад диаграммы с обменом хштсовским бозоном сильно подавлен по сравнению с рассмотренным, а увеличение точности измерения АММ мюопа на 2 1! порядка приведет к необходимости учета получен-

nom результата при сопоставлении теоретического и экспериментальною значен» Л ЛМ M мкхша.

Кнангош.к; теории ноли п (2 + 1) измерении находит широко»1 применение н фишке твердого зела. H диссертации, исследованы некоторые радиационные эффекты к с внешним магнит-

ным нолем, а также при конечных температуре и плот ноо и среды.

H §11 вычислен однопетленоИ поляризационный оператор фотона н К'ЭДз+1 с внешним магнитным нолем. Впервые показано, что нненшео магнинюс поле для расщихт-ранмкинсПси в нем элек-тромагншноП иол мы играет, как п в КЭД1+), роль маюриальной среды с. дисперсией и поглощением. Найдена амплитуда упругого рассеяния фотона и на ее основе вычислены сдвиг м;ич ы фотона и вероятность его распада на электрон иозитронную пару, ('равнение полученных реэулматн с соответствующими результатами и КЭДз+1 показыи.ич, что общей закономерности между измененном размерности пространства времени Н зависимостью указанных величин от инвариантного динамич^-кого параметра «г не наблюдается.

H §12 исследуется радиационный распад ижсиинош дираков-ского нейтрино в модели НаМнберга-Салима со смет и пан нем в постоянном магнитном ноле. Интерес к подобным распадам, нвлнк> щммме.и предметом постоянною экспериментального поиска, обь меняется наряду с возможным» астрофизическими приложениям! и их чувствительностью к массам к углам смешивания. Проведен ноо в работе детальное раосмо трение процесса с у чети поляри зацноиных свойств излучения показывает, что в широкой обласп значений инвариантного динамическою параметра вклад в перо ятпость процесса слагаемых, зависящих от массы нейтрино, явля етсн основным. Показано, что при относительно больших значени ях инвариантного параметра излучение становится нрактичесю полностью линейно поляризованным. Указанный эффект можс оказаться важным при экспериментальной идентификации фото нов от радиационного распада нейтрино, вероятность которого в внешней поле не содержит известного «GlM-сокращения».

В четвертой главе методы расчета радиационных эффекте в интенсивных внешних нолях используются для нсследовани различных механизмов рождения новых частиц, предсказываемы

и суигрснммотричнмх моделях взаимодействия элементарных частик и пилу'тшя ограничений на их массы.

И ÜK1 вычислен радиационным сдвиг энергии лентона в супер-симмсфичноИ К'г)Д в постоянном магнитном ноле. Найден вклад скалярного супорпаргнгра электрона (сзлектрона) в АММ электрона и изучена ею динамическая природа. Исследовала возможность получения информации о свойствах сунернартнеров электрона и мкхша на <х:н<ше полученных результатов и экспериментальных данных о величине АММ электрона и мюоиа. Показано, чти если сунерсимметрии действительно имеет mixto в природе, то ижприп, о проявлении вклада слабых взаимодействий в планируемых в UNI- (1»рукхэйвен) экспериментах но изучению АММ мкмша можно будет при условии, что масса скалярного суперпартнер, i мккжа M > НО ГэН.

H *jl 1 в рамках минимальное сунерсимыстричнои» обобщения элек i рослабой модели изучены процессы излучении фотино (7) релнгшшечеким электроном в нсктоншюм скрещенном ноле. Влияние нненшеш ноля на процесс е —► с + 7 определяется инвариантным параметром х — где р„ — постоянный •t-вектор, описывающий состояние электрона в скрещенном поле. Вероятность процесса при \ .» I пропорциональна х1^3 и достигает заметной величины, а при х ^ 1 она экспопепциалыю мала. В этом же параграфе исследуется процесс излучения электроном пары фотино + в произвольном внешнем электромагнитном поле. Показано, что из условия малости светимости замагниченной нейтронной звезды за счет излучения электропом нары фотино но сравнению с ее нейтришшй светимостью следует ограничение M(¿) > ti6 ГэВ на массу скалярного суперпартнера электрона. Полученное ограничение не зависит от температуры и концентрации электронов.

В §15 вычислен массовый оператор скалярного сулерлартиера электрона в модели Файе-Иллиопулоса суперсимметричной КЭД в постоянном скрещенном ноле. Исследовала зависимость радиационного сдвига массы сэлектроиа от величины параметра спонтанного нарушения суперсимметрии и инвариантного параметра, определяющего влияние внешнего поля. Показано, что учет радиационных эффектов в модели Файе-Иллиопулоса в постоянном

внешнем поле не приводит к выравниванию масс скаляров и, со ответственно, к восстановлению спонтанно нарушенной сунерсим-метрии.

IJ пятой главе построена теория ряда новых радиационных эффектов в горячей и плотной среде в нрисутстиии шиитого калибровочного ноля.

I) §16 проведено полное1 исследование пднонетлевон) радиа-, циошюго сдвига энергии электрона в замагничепной i. icK ipon позитронной плазме. Вклад эффектен» конечной лoMticpirivpi.i и плотности среды в реальную часть сдвига ч перги и -илек i ронаскла-дывается из сдвига энергии за счет- взаимодействия г равшшег-ным излучением и вклада обменного взаимодействия. Проведенные исследования зависимости указанных величин oi напряженности магнитного поля, температуры и плотности с реды показывают, что нелинейные квантовые эффекты м торн чей н плотной среде проявляются в нолях, значительно более слабых,чем в вакууме. Например, уже » магнитных полях с напряженностью Н ~ Но— Нп результаты многочисленных работ по изучению сдвига массы и ЛММ электрона, ранее выполненных другими авторами для свободного случая, не могут быть использованы для анализа физических явлений и необходим точный учет влияния внешпего поля. Показано, что в относительно сильном магнитном поле вклад эффектов конечной температуры и плотности среды в сдвиг массы электрона существенно превосходит аналогичную поправку к массе свободного электрона, а ЛММ электрона в среде меняет знак. Температурная поправка« ЛММ электрона может быть значительно больше чисто нолевой пораики и в относительно слабом магнитном поле. Например, при II ~ 105 1с и V ~ 300 К их отношение для слабовозбуждеиных состояний порядка J0.

■ Здесь же в представлениях реального и мнимого времени исследована общая структура мнимой части одпоиетлевого сдвига энергии электрона. Результат представлен через вероятности соответствующих нроцессои, индуцированных внешним магнитным полем в электрон-позигропной плазме. Показано, что реальный физический смысл имеет мнимая часть запаздывающего массового оператора, которая определяет время релаксации слабонеравновесной системы. В зарядово-симмегрйчном случае найдены мощности вы-

нуж денного излучении релятивистскогоэлектрона и иынужденпо-ю поглощения, а 1акже вероятность индуцированною динолыюго игрело,та и - I) ■ • л1 -- I н магнитном ноле та счет поглощения фомша г чагммоП, ранной циклотронной частоте w —

И §17 исследована динамическая природа едяит энергии и индуцированного магии тою момента массивно1х> дираковОсого нейтрино в замагниченноИ элек грон ночи тронной плазме. Показано, чн) инлуцнрошшныМ магнитный момент нейтрино и вырожденном электронном газе может на несколько порядков превосходить его стапгн-ское (вакуумное) значение как в сильных, так и в слабых нолнх. Проведено обобщение известной формулы- Вольфенштей-иа дли сдвига энергии дираковского нейтрино на случай сильного внешнею поди. И зарндоно симметричном случае исследовано поведение радиационного сдвига массы нейтрино и области высоких leMiiepaiyp, |де наблюдакпен убывание эффективной массы нейтрино. Полученные результаты могут найти применение при построении электродинамики нейтрино в горячей и плотной среде » присутствии интенсивных внешних полей.

И §18 в рамках КХД изучается вклад обменного взаимодействии в радиационный сдвиг массы кварка в постоянном хромомаг-иитном поле Матиняна Савниди, моделирующем вакуумный глю-ониый конденсат. Дано обобщение результатов и на случай ферми-онов с изотоническим спином 1 в теории с калибровочной группой SU(2). Показано, что в случае вырожденного кваркового i-аза, когда выполнены условии Н <sí Но и 2|ез|Я < р3 — rnJ ( ej — —- цветовой заряд промежуточного кварка, р — энергия Ферми), с увеличением плотности кнаркового газа радиационный сдвиг массы кварка, бу^тучи отрицательным в случае малых плотностей, проходит через нуль и растет ~ при больших плотностях, а ведущий полевой вклад положителен как при малых, так и при больших плотностях. В другом предельном случае, когда 2i ¡l > ц1 - т2, получен-точный результат для сдвига массы кварка. Указаны условия, нрц которых за счет эффектов конечной плотности не возникает мнимой части в сдвиге энергии основного состояния кварка. Показано, что в случае вырожденного кваркового газа вклад обменного взаимодействия в реальную часть сдвига массы кварка можег существенно превосходить соответствуют^й

вклад при 'Г = /1 = 0.

В§19 в одионстлевом приближении исследован пклзд эффектов конечной температуры и плотности среды в собп пенную энергию электрона в топологически массивной К'-)]Найдены индуцированная за счет радиационных эффектоп и горячей и плотной среде масса электрона в первоначально безмасанюй К'-)Дл I с черн-саймонапским членом и обменная поправка к термодинами. ческому потенциалу вырожденного электронное газа.

В последней, тестой, главе впервые в литературе исследован двухиетлевой термодинамический потенциал К'-)Л и постоянном магнитном ноле.

В §20 вычислен термодинамический потенциал идеального электрон- позитронного газав постоянном магнитном поле. Расчет осуществлен в представлении как реального, так и мнимою времени. Проведен детальный анализ монотонной и осциллирующей част«-!) Г2-потеыцяала во всех областях температур в предельном случае относительно слабого поля II <?£ На. Впервые в релятивистском случае построено предстанленис для потенциала, позволяющее п любом порядке но параметру ~ получить поправки к его осциллирующей части.

В §21 найден двухнетлеиой вклад в термодинамический нотен-циал КЭД в постоянном магнитном иоле. Выход за рамки однопс-тлевого приближения позволил изучить важный для физических приложений вопрос о влиянии взаимодействия частиц плазмы на осцилляции намагниченности электронного .газа и установить те области характерных параметров, нне которых теряют реальный физический смысл члены более высокого порядка малости в.асим-птотических разложениях для однонетлевого П -потенциала. Ип основе полученных результатов рассмотрен вопрос о пределах при' менимос.ти теории возмущений в сильпом магнитном поле. Показано, что двухпетлевой вклад в амплитуду осцилляций, содержащий информацию о полном радиационном сдвиге энергии электрона в замагниченпой электрон-пазитрошюй плазме, может, как и в од-нопетлевом приближении, значительно превосходить монотонную часть намагниченности. Обнаруженный эффект свидетельствует о принципиальной возможности проявления существенно динамической природы одвигаэнергйи электрона в таком макроскопическом

явлении как осциллнции намагниченностиэлектронного газа,о которых накоплен огромный экспериментальный материал.

II заключении приведены осиошше результаты, полученные

I) Д||( (С/)Г.1ЦНИ.

Основные результаты диссертации опубликонани в следующих работах:

1. Жуковский D.M., Эмииов H.A., ШарифА.Х. Лсптоиаыоиро-ц(ч:сы в снсрхсилмшм магнитном поле. // Вестник Моск. унта. Физика Астрономия. 197Я. т.19, Ji»l. c.58-fИ.

2. 1юри(оп A.U. Жуковский В.Ч., Эминов H.A. Испускание нейтринных пар электроном в сворхс ильном магнитном иоле. // Изв. Вузов. Физика. 1978. Н'З. с.110 114.

3. Вшивцев A.C., Эыинов H.A. Распад ц —* tvv в поле плоской электрона! шп ной волны.// ТМФ. 1980. т.44(2). с.284-288.

1. Ворисов A.II., Жуковский Н.Ч., Эмииов П.А. Резонансное тормозтх? излучение электрона в ноле электромагнитной волны.// ЖЭТФ. 1Э80. т78, №2. с.530- 537.

.г>. 1>орисов A.B., Жуковский Н.Ч., Эминов Л.А. Резонансное тормозное излучение па ядре в пале электромагнитной волны. // Изв. Вузов. Физика. 1980. с.12-17.

6. Жуковский Н.Ч., Эмииов II. А. Коми гон-эффект в магнитном поле с учетом поляризационных эффектов.// Известия Вузов. Физика. 1У80. т. с.47 51.

7. Борисов A.B., Жуковский В.Ч., Насиров А.К., Эминов П.А. Резонансное двухфотопнос рождение нар на ядре и на электроне.// Изв. Вузов. Физика. 1981. X»2. с.12-15.

8. Соколов A.A., Жуковский В.Ч., Кормильцев Г.В,, Эминов II.A. Фоторождение электрон-поэитронной нары и фотона в магнитном иоле с учетом поляризационных эффектов.// Изв. . Вузов. Физика. 1982. №4. с.54-59.

9. Соколов Л.Л., Жуковский В.Ч., Кормильцев Г. В., Эмипов II.Л. Фоторождсние нейтринных пар на электроне в магнитном иоле.// Изв. Вузов. Физика. 1933. N 12. с. 61-66

10. Жуковский В.Ч., Кормильцев Г.Н., Эмипоп 11.Л. Фотораспад мюона в магнитном ноле.// Вестник Моск. ун-та. Физика. Астрономия. 1Я85. т.26.(4). с.З 8.

. 11. Жуковский Б.Ч., Мидодашвили 11.Г., Эминов II.Л. Температурный сдвиг массы электрона и постоянном магнитном иоле.// Вестник Моск. ун -та. Физика. Астрономия. 1085. т.'26, Л'»3. с.8-12.

12. Тернов И.М., Жуковский В.Ч., Мидодашвили II.Г., Эми-иов П.Л. Аномальный магнитный момент электрона при конечной температуре.// ЯФ. 1986. т. 13. с.762-766.

13. Жуковский В.Ч., Курилин А.В., Эминов П.А. Темнератур-пый сдвиг энергии нейтрино в постоянном магнитном поло. // Изв. Вузов. Физика. 1987. №12. с.3-6.

14. Жуковский В,1!., Мндодашвили II.Г., Эминов II.А. Аномальный магнитый момент нейтрино во внешнем магнитном ноле при конечной температуре.// Вестник Моск. ун-та. Физика. Астрономия. 1988. МЗ,с. 81-84.

15. Эминов II.А. Сдвиг энергии электрона в сунерсимметричной квантовой электродинамике.// >1Ф. 1990. т.51, в.2. с.542-Г>46.

16. Жуковский В.Ч., Эмипоп П.Л. Рождение фотипо в интенсивном электромагнитном поло и ограничение на массу скалярного электрона в суиерсимметричных теориях.// ЯФ. 1990.

, т.52, в.1. с.1473-1477.

17. Эминов П.А. Магнитотормозное излучение хиггсовского бозона с бозоном и АММ лептона. // ЖЭТФ. 1990. т.98, в.1(7). с.34-40.

18. Эминов П.А. Процессы ассоциативного рождения хиггсовского бозона в свсрхсильном магнитном поле. // Изв. Вузов. Физика. 1991. №1. с.104-108.

19. Жуковский H.M., Мамедоп III.Л., Эминов 11.Л. Массовыйопе-рагор скалярного электрона о СКЭД в постоянном внешнем поле.// ЖЭТФ. 1991. т. 100. с.НИ 194.

20. Жуковский В.Ч., Шония TJI., Эминоа 11.Л. Сдвиг энергии и аномальный магнитный момент нейтрино при Конечной температуре и плотности в постоянном магнитном ноле. // ЖЭТФ. ИШ. т. 104, в.4( 10). с.3269-3279.

21. Жуковский И.Ч., Мидодашвили М.Г., Эминов II.Л. Мнимая часть массового оператора электрона в постоянном магаит-ном ноле при конечной температуре и ненулевом химическом потенциале. // ЖЭТФ. 1994. r.lOß, в.1(10). с.929-935.

22. Жуконский В.Ч., Шония Т.Л., Эминов H.A. Вклад эффектов конечной плотности в сдвиг энергии электрона в постоянном магнитном ноле.// ЯФ. 199-1. т.57, №8. C.1437-H42.

23. Жуковский К.11., Эминов H.A. Собственная знергия электрона в топологически массивной (2+1) КЭД при конечной температуре и плогиости.// Изв. Вузон. Физика. 1995. Я«5. с.61-С5.

2-1. Zhukovtikii К.V., Eminov P.A. Electron self-energy in (2+1) topologically massive QED at finite temperature and density.// Phys. Lett. 1995. 13.359. p.155-158.

25. Жуковский В.Ч., Вшивцев A.C. Эмипов П.А. Термодинамический потенциал и осцилляции намагниченности релятивистского электрон-лозитронного газа в постоянном магнитном поле. Ц ЯФ. 1995. т.58. №7. с.1274-1281.

26. Жуковский В.Ч., Шония Т.Л., Эминов П.А. Двухпетлевой термодинамический потенциал квантовой электродинамики в постоянном магнитном поле. // ЖЭТФ. 1995. т.107(2). с.299-300.

27. Жуковский В.Ч., Левчепко К.Г., Шопия Т.Л., Эминов П.А. Радиационный сдвиг массы кварка в постоянном хромомаг-

нитиом поле при конечной температуре и плотности. // Нгс.т-ник Моск. уи та. Физика. Астрономии. 1996. ЛГ«1. с.3 9.

28. ttrigoruk Л.Е., Zhukovskii K.V., Kminov Р.Л. Radiative elects end neutrino decay processes in a conntanl magnetic field.// Preprint MSU. Physical Faculty. 1995 №17. lip.