silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei

Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei

Saulius Valatka

Planas

Supažindinti su Standariniu Modeliu: silpnąja sąveika ir Higso mechanizmu

Planas


Apskaičiuoti žvaigždės gyvavimo trukmę pagrindinėje sekoje

Planas


Apskaičiuoti žvaigždės gyvavimo trukmę pagrindinėje sekoje

Patikrinti antropinį principą varijuojant silpnosios sąveikos stiprumą

Standartinis Modelis

SM – kalibruotės laukų teorija


SM – kalibruotės laukų teorija Idėja ant pirštų – maišome laukus

lokaliai(!) ir nuo to niekas nesikeičia


SM – kalibruotės laukų teorija Idėja ant pirštų – maišome laukus

lokaliai(!) ir nuo to niekas nesikeičia Pvz.: QED :


Teoriją apibrėžia kalibruotės grupė ir laukai


Kiekviena grupė turi savo sąveikos konstantą:

QED turi α ~ 1/137


Laukai (fermionai) laikomi bemasiais


Laukai (fermionai) laikomi bemasiais Sąveikas perduoda kalibruotės

bozonai


Laukai (fermionai) laikomi bemasiais Sąveikas perduoda kalibruotės

bozonai ... jie irgi bemasiai

Higso mechanizmas

Papildomas laukas pažeidžia kalibruotės simetriją:

Higso mechanizmas

Higso mechanizmas

Dalinai pažeidžiama SU(2) x U(1) simetrija: W± ir Z0 įgauna mases, fotonas – ne.

Higso mechanizmas

Dalinai pažeidžiama SU(2) x U(1) simetrija: W± ir Z0 įgauna mases, fotonas – ne.

Higso laukas sąveikauja su fermionais, suteikia jiems mases:

Esminiai sąryšiai

Higso lauko VEV:

Esminiai sąryšiai

Higso lauko VEV:

Bozonų masės:

Esminiai sąryšiai

Higso lauko VEV:

Bozonų masės:

Elektrono krūvis:

Esminiai sąryšiai

Higso lauko VEV:

Bozonų masės:

Elektrono krūvis:

Weinbergo kampas:

Fermi konstanta

Pirmas silpnosios sąveikos modelis:

Fermi konstanta

Pirmas silpnosios sąveikos modelis:

Ryšys su Standartiniu Modeliu:

Žvaigždės gyvavimo laikas

Pagrindinis faktorius – vandenilio sintezė

pp grandinė

Pirmoji ir esminė reakcija:

pp grandinė


Ji lėta, nes a) reikia įveikti aukštą barjerą

pp grandinė


Ji lėta, nes a) reikia įveikti aukštą barjerą b) veikia silpnoji sąveika, kuri

yra .. silpna

Kuloninis barjeras

Gamow langas

Silpnoji sąveika

Feynmano diagrama:

Silpnoji sąveika

Išreiškus per Fermi konstantą:

Silpnoji sąveika

Išreiškus per Fermi konstantą:

Saulėje:

Sudėjus viską krūvon ...

Reakcijos greitis:


Reakcijos greitis:

Susidūrimai:


Sąveikos tikimybė:

Galiausiai ...

Gauname ...

Galiausiai ...

Gauname ...

~1 milijardas metų – daugmaž gerai !

Silpnosios sąveikos įtaka

Silpnajai sąveikai parametrizuoti naudosiu Higso lauko vakuumo vertę – v



Visų fermionų masės proporcingos v



Visų fermionų masės proporcingos v Fermi konstanta proporcinga v



Visų fermionų masės proporcingos v Fermi konstanta proporcinga v Deuterio aktyvacijos energija

priklauso nuo v



Visų fermionų masės proporcingos v Fermi konstanta proporcinga v Deuterio aktyvacijos energija

priklauso nuo v

Hadronų mases laikysiu fiksuotomis

Rezultatai

Rezultatai

Sumažinus v ~ 50 % gyvavimo trukmės krenta eksponentiškai

Rezultatai

Sumažinus v ~ 50 % gyvavimo trukmės krenta eksponentiškai

Didinant v iki ~1.2 – 1.4 karto deuteris tampa nestabilus[1]

[1] The anthropic principle and the mass scale of the Standard Model

V. Agrawal, S.M. Barr, J.F. Donoghue, D. Seckel

http://arxiv.org/find/hep-ph/1/au:+Agrawal_V/0/1/0/all/0/1

http://arxiv.org/find/hep-ph/1/au:+Agrawal_V/0/1/0/all/0/1

http://arxiv.org/find/hep-ph/1/au:+Barr_S/0/1/0/all/0/1

http://arxiv.org/find/hep-ph/1/au:+Donoghue_J/0/1/0/all/0/1

http://arxiv.org/find/hep-ph/1/au:+Donoghue_J/0/1/0/all/0/1

http://arxiv.org/find/hep-ph/1/au:+Seckel_D/0/1/0/all/0/1

http://arxiv.org/find/hep-ph/1/au:+Seckel_D/0/1/0/all/0/1

Rezultatai (pakoreguoti)

Išvados

Gavome platų žvaigždžių stabilumo “langą”

Išvados


v galime keisti ±50% be didesnių pasekmių

Išvados


v galime keisti ±50% be didesnių pasekmių

Bet! Tai tik spekuliacijos, be to – apytikslės

( Neaišku, kaip dėl supersimetrijos, GUT, stygų, Planko epochos, įtakos

Big Bang’ui etc. etc. )

Antropinis principas moderniai

A Universe without Weak interactions - Roni Harnik, Graham Kribs, Gilad Perez - Phys. Rev.D74:035006,2006.

http://arxiv.org/abs/hep-ph/0604027


Antropinis principas moderniai

A Universe without Weak interactions - Roni Harnik, Graham Kribs, Gilad Perez - Phys. Rev.D74:035006,2006.

String theory landscape (anthropic landscape)



Dėkui už dėmesį !

silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei

Documents