Классическая и квантовая теория полей и частицНИР

Classic

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
15 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Классическая и квантовая теория полей и частиц
Результаты этапа: Исследованы проблемы, возникающие при квантовании калибровочных полей и инфракрасной регуляризации вне рамок теории возмущений. Исследованы бесцветные связанные состояния, описываемые солитонами. Изучена кварковая структура адронной материи. Исследованы эффекты конечности области пространства, занятой материей, в модели Гросса-Неве с учетом изотопического и барионного химических потенциалов; конкуренция и дуальное соответствие между неоднородными фермион-антифермионным и фермион-фермионным конденсатами, а также подавление сверхпроводимости неоднородным киральным конденсатом в двумерной модели Намбу-Йона-Лазинио. Построена псевдопотенциальная модель графена с участием дираковских электронов при наличии линейных дефектов структуры. Исследованы электромагнитные свойства нейтрино на основе эффективного низкоэнергетического лагранжиана, учитывающего эффекты новой физики, не описываемой Стандартной моделью. В рамках расширения Стандартной модели, включающего эффекты нарушения лоренц-инвариантности, рассмотрен вклад (слабого) тензорного фонового поля в аномальный магнитный момент электрона. Получены новые ограничения на миллизаряд нейтрино из рассмотрения распространения нейтрино в пульсарах и из лабораторных экспериментов по рассеянию нейтрино на мишенях. Предложены и детально рассмотрены новые механизмы генерации электромагнитного излучения при прохождении интенсивных нейтринных потоков через плотное звездное вещество, движущееся с релятивистской скоростью. Предложен и детально рассмотрен новый механизм раскрутки пульсаров за счет искривления траектории нейтрино при распространении в плотном замагниченном веществе. Проведено последовательное рассмотрение влияния произвольно ориентированного магнитного поля на спиновые осцилляции нейтрино, обладающего как диагональным, так и переходным магнитными моментами. Изучено влияние нарушения лоренц-инвариантности на поляризуемость водородоподобного атома и простейших молекул во внешнем электромагнитном поле. Исследован магнитоэлектрический эффект, индуцированный нарушением лоренц-инвариантности. С использованием высокопроизводительных параллельных вычислений на суперкомпьютерном комплексе НИВЦ МГУ «Ломоносов» исследован процесс двухнейтринной аннигиляции вблизи нейтронной звезды, модифицированный взаимодействием магнитного момента нейтрино с сильным полем звезды. Решены задачи о движении массивного заряженного релятивистского фермиона в потенциале Ааронова-Бома в 2+1 измерениях и массивного нейтрального фермиона в потенциале Ааронова-Кашера в 3+1 измерениях. Показано, что в этих полях всегда существует одно связанное состояние. Найдены его волновая функция и энергия. Проведено исследование ондуляторного излучения с учетом влияния постоянных компонент магнитного поля в ондуляторах различных конструкций. Проведено математическое моделирование движения электронов и излучения ими фотонов в вышеуказанных условиях. Развит математический формализм обобщенных функций Бесселя и Эйри для описания процессов излучения заряженными частицами в вышеуказанных полях. Построены новые солитоны в супергравитации. Показана возможность введения квазипотенциалов в релятивистской теории столкновения частиц с доменной стенкой. Даны оценки инфляции в космлологической модели с полем Янга-Миллса, неминимально взаимодействующим с гравитацией. Исследовано гравитационное излучение заряда в поле произвольной электромагнитной волны. Методами теории возмущений и размерной регуляризации исследован эффект самодействия скалярного и электромагнитного заряда в гравитационном поле многомерной черной дыры. Получено выражение для перенормированной собственной энергии.
16 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Классическая и квантовая теория полей и частиц
Результаты этапа:
17 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Классическая и квантовая теория полей и частиц
Результаты этапа:
18 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Классическая и квантовая теория полей и частиц
Результаты этапа:
19 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Классическая и квантовая теория полей и частиц
Результаты этапа:
20 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Классическая и квантовая теория полей и частиц
Результаты этапа: Изучено движение электрона в графене в магнитном поле в присутствии внешней электромагнитной волны циркулярной поляризации. Получено решение, соответствующее циклотронному резонансу, когда частота излучения совпадает с "циклотронной частотой" квазичастицы в отсутствие электромагнитной волны в пределе слабого поля. Для специального случая, когда частота излучения вдвое превышает "циклотронную" частоту, получено точное решение уравнения движения квазичастицы в магнитном поле и поле волны, соответствующее своеобразному делению частоты волны на два в магнитном поле. Получено точное решение нерелятивистской задачи для полупроводника в магнитном поле и поле электромагнитной волны. С применением развитой аналитической модели однопроходных лазеров на свободных электронах (ЛСЭ), в терминах обобщенных функций Бесселя дано согласующееся с экспериментами описание влияния гармоник поля на генерацию высших гармоник излучения. На основе модификации Стандартной модели, в которой различные поколения лептонов и кварков объединены в мультиплеты, проведены исследования поведения нейтрино в плотной среде и электромагнитном поле. Показано, что при распространении нейтрино в магнитном поле осцилляции могут иметь резонансный характер. Изучен нелинейный режим флейворных неустойчивостей коллективных осцилляций в рамках модели нейтринной линии, приводящий к динамическому хаосу; в частности, показано, что распределение флейворного шума по гармоникам стремится к белому шуму. Развит новый подход к термодинамике черных дыр с линейными сингулярностями. Построена теория квазиловушечных поверхностей в сильном гравитационном поле. Найдены новые дуальные симметрии в скалярно-тензорных теориях.
21 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Классическая и квантовая теория полей и частиц
Результаты этапа: Изучено движение и радиационные переходы электрона в магнитном поле под воздействием внешней электромагнитной волны для различных случаев реализации связи электрона: в полупроводнике, графене, квантовой стенке. Рассмотрено релятивистское обобщение результатов на случай частицы, подчиняющейся уравнению Клейна-Гордона. В частности, рассмотрены следующие задачи. Так называемый циклотронный резонанс, который может иметь место в графене, рассчитан и при этом предсказана возможность появления деления частоты. Задача решена для двумерной безмассовой частицы, для которой отсутствие массы объясняется симметрией подрешетки. Этот эффект рассчитывается на основе двумерного классического уравнения для безмассового электрона. Кроме того мы нашли точное решение уравнения Шредингера для движения носителей заряда в полупроводниках под воздействием внешнего магнитного поля и поля электромагнитной волны с учетом их радиационных переходов. Получены также решения релятивистского уравнения Клейна-Гордона в указанной конфигурации внешних полей как определенное обобщение результатов, полученных в нерелятивистском случае. Эти результаты могут служить в качестве первых шагов для получения в дальнейшем точных решений волновых уравнений для квазичастиц в различных твердотельных структурах во внешних полях. Исследовано излучение электрона в постоянном фоновом тензорном поле квазимагнитного типа, нарушающем лоренц-инвариантность. Показано, что радиационный переход происходит только с переворотом спина электрона. Исследованы угловое распределение и поляризация излучения. На основе полученного обобщенного тождества Гордона для амплитуды перехода дана интерпретация различных вкладов в мощность излучения, включая вклады электрического заряда и магнитного момента электрона, и проведено сравнение с изученным ранее в работах других авторов излучением нейтрального фермиона, обладающим магнитным моментом, в постоянном магнитном поле. С использованием современного ограничения на напряженность фонового поля показано, что рассмотренный радиационный эффект может стать заметным в астрофизических условиях для электрона сверхвысокой энергии. Развивается теория рассеяния нейтрино на мишени. Изучены возможности получения новых ограничений на электромагнитные свойства нейтрино. Изучены новые эффекты в теории осцилляций нейтрино в магнитных полях и движущихся средах. Развивается теория квантовой декогеренции нейтрино при распространении в экстремальных астрофизических условиях. На основе модификации Стандартной модели, в которой различные поколения лептонов и кварков объединены в мультиплеты, построена квазиклассическая теория поведения нейтрино в плотной среде и электромагнитном поле. Показано, что при распространении нейтрино в магнитном поле осцилляции имеют резонансный характер. С использованием разработанного параллельного кода для моделирования коллективных осцилляций нейтрино от сверхновых с учетом эффектов волновых пакетов, а также выведенного квантового мастер-уравнения для декогерирующих нейтрино исследованы эффекты конечной ширины пакета на флейворную эволюцию нейтрино. На основе развитого ранее метода низкочастотного разложения для функций Грина в системах с сильным электрон-фононным взаимодействием оценена подвижность носителей заряда (поляронов) в кристаллах производных нафталиндиимидов за пределами прыжковых моделей. Предсказанная подвижность зонного типа и ее абсолютная величина хорошо согласуются с известными экспериментами. В линейном и нелинейном режиме исследованы флейворные неустойчивости коллективных осцилляций нейтринного газа, порожденные скалярным и псевдоскалярным четырехфермионными взаимодействиями. Развитие теории излучения релятивистских зарядов в пространственно-периодическом магнитном поле ондулятора во взаимодействии с полем электромагнитной волны. С помощью обобщенных форм функций Бесселя и Эйри, получены точные аналитические выражения для ондуляторного излучения в пучках электронов конечного размера в присутствии кратных гармонических и непериодических компонент магнитного поля. Результаты для спонтанного и вынужденного излучения полностью согласуются со всеми известными экспериментами с лазерами на свободных электронах. Разработан новый квантовомеханический подход к проблеме электрического 1/f-шума в полупроводниках. Доказано существование нижней границы спектральной плотности шума и найдено её явное выражение для сред с параболическим законом дисперсии энергии квазичастиц. Проведено численное моделирование потока продуктов горения критических пламен. С помощью непосредственного суммирования ряда теории возмущений был дан вывод NSVZ бета-функции для произвольных перенормируемых суперсимметричных теорий с одной калибровочной константой связи, регуляризованных высшими ковариантными производными, во всех порядках теории возмущений. Во всех порядках теории возмущений показано, что NSVZ бета-функция в таких теориях получается при использовании HD+MSL перенормировочного предписания, когда теория регуляризуется высшими ковариантными производными, а расходимости устраняются с помощью минимальных вычитаний логарифмов. Тем самым полностью решена задача, известная в научной литературе более 35 лет, что подтверждено рядом явных вычислений в низших (до трех петель включительно) порядках теории возмущений. Также для произвольных перенормируемых суперсимметричных теорий с одной калибровочной константой связи, регуляризованных высшими ковариантными производными, при использовании произвольного перенормировочного предписания вычислена двухпетлевая аномальная размерность и построено явное выражение для трехпетлевой бета-функции. Показано, что для теорий, конечных в однопетлевом приближении NSVZ соотношение в этом порядке теории возмущений (т.е. связывающее трехпетлевую бета функцию и двухпетлевую аномальную размерность) справедливо при произвольном перенормировочном предписании. Проведено исследование теоретико-полевых процессов в полях с потенциалом нулевого радиуса. Получены формулы для унитарных скалярных произведений векторов одночастичных квантовых состояний на псевдофинслеровом геометрическом фоне в случае нулевого спина. Для неэрмитова расширения теории Дирака с $\gamma_5$ - модифицированной массой определена структура спинорных решений. Доказан ряд полезных свойств этих решений. Произведено каноническое квантование теории. Доказана теорема Вика и хронологическая теорема Вика. Велись исследования реляционного описания геометрии классического пространства-времени и физических взаимодействий на базе как унарных систем вещественных отношений, так и бинарных систем комплексных отношений минимальных рангов (2,2) и (3,3). Производились также исследования проявлений принципа Маха в классической физике. Было показано, что принцип Маха проявляется не только в импульсном пространстве, но и ответственен за понятие метрики в координатном пространстве-времени.
22 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Классическая и квантовая теория полей и частиц
Результаты этапа: Изучены особенности индуцированных токов, возникающих в рамках эффективных фермионных моделей, а также эффект Ааронова - Бома в пространствах с компактифицированными измерениями. Вычислена вероятность излучения электрона в постоянном фоновом тензорном поле квазимагнитного типа, нарушающем лоренц-инвариантность. Полученный результат справедлив для произвольного угла между импульсом электрона и вектором напряженности квазимагнитного поля, что обобщает найденные ранее стандартным методом результаты для частных случаев поперечного и продольного движения электрона. Построена теория частично омбилических поверхностей в сильном гравитационном поле, отвечающих за фотонную структуру. Построены новые решения в скалярно-тензорной теории с вращением. Построены массовые формулы струнной гравитации для решений с особенностями на оси вращения. Показано что общие статические решения в теории Палатини с кинетической связью не имеют горизонтов и представляют собой кротовые норы или голые сингулярности. Исследованы эффекты дополнительных измерений в гравитационном излучении. Исследованы теоретико-полевые процессы в полях с дельта-образным потенциалом. Обнаружено нарушение Т-инвариантности в осцилляциях нейтрино, обусловленное воздействием внешних условий и не связанное с наличием комплексных элементов в матрице смешивания. Развита теория рассеяния нейтрино на мишени. Изучены возможности получения новых ограничений на электромагнитные свойства нейтрино. Изучены новые эффекты в теории осцилляций нейтрино в магнитных полях и движущихся средах. Развита теория квантовой декогеренции нейтрино при распространении в экстремальных астрофизических условиях. Исследованы возможности реляционного подхода для описания физики микромира. Показано, что на основе математического аппарата теории бинарных систем комплексных отношений ранга (4,4) удается описать структуру элементарных частиц. Показано, что барионы характеризуются решениями подтипа I первого типа алгебраической классификации комплексных 3х3-матриц Петрова, а мезоны описываются решениями подтипов D и О. На этой основе предложены формулы для масс адронов и дано обоснование их видов. Проведено теоретическое исследование спонтанного и вынужденного излучения пучков релятивистских электронов в ондуляторах лазеров на свободных электронов (ЛСЭ) последнего поколения. В частности, проведён сравнительный анализ и исследовано излучение последних рентгеновских лазеров на свободных электронах на установках LCLS, LCLS-II, SWISS FEL, PAL-XFEL, SACLA, FLASH-II, и др. Предсказания теории излучения и эволюции мощности гармоник в ЛСЭ подтверждены многочисленными данными с этих установок. Показано, что в N=1 суперсимметричных калибровочных теориях, конечных в низших порядках теории возмущений, формула NSVZ выполняется в первом нетривиальном порядке теории возмущений в произвольной схеме перенормировки. Новая форма NSVZ соотношения и теорема о неперенормировке тройных духово-калибровочных вершин обобщены на случай теорий с несколькими калибровочными константами связи. Формулы NSVZ записаны для ряда феноменологически важных многозарядных теорий. Теорема о неперенормировке тройных духово-калибровочных вершин проверена явным двухпетлевым вычислением. Проведен анализ двухпетлевых расходимостей в калибровочном секторе шестимерной N=(1,1) суперсимметричной теории Янга-Миллса, сформулированной в N=(1,0) гармоническом суперпространстве. Вычислена спектральная мощность 1/f шума в однослойном графене с учетом эффекта псевдоспина. Получена формула для диссипации энергии в продуктах горения метастабильных пламен. Численно изучена корреляция величины диссипации и инкремента развития неустойчивости течений продуктов горения пламен при наличии областей застоя. Для модифицированной теории Дирака с гамма-5 расширением массы введено взаимодействие фермионного поля с электромагнитным полем по принципу минимального взаимодействия. Рассмотрены возможные внутренние симметрии теории и доказана калибровочная инвариантность для данного случая. Произведена размерная редукция 9-мерных псевдофинслеровых аналогов уравнений Вейля. Обнаружена асимметрия между редуцированными уравнениями для лево- и правоспиральных компонент. Исследованы флейворные и спиновые осцилляции нейтрино с учетом квантовой декогеренци. Для описания квантовой декогеренции массовых состояний нейтрино была использована электродинамика открытых квантовых систем. Также было рассмотрено влияние квантовой декогренеции на коллективные осцилляции нейтрино.
23 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Классическая и квантовая теория полей и частиц
Результаты этапа:
24 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Классическая и квантовая теория полей и частиц
Результаты этапа:
25 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Классическая и квантовая теория полей и частиц
Результаты этапа:
26 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Классическая и квантовая теория полей и частиц
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".