Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei
-
Upload
randall-peck -
Category
Documents
-
view
52 -
download
0
description
Transcript of Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei
![Page 1: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/1.jpg)
Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei
Saulius Valatka
![Page 2: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/2.jpg)
Planas
Supažindinti su Standariniu Modeliu: silpnąja sąveika ir Higso mechanizmu
![Page 3: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/3.jpg)
Planas
Supažindinti su Standariniu Modeliu: silpnąja sąveika ir Higso mechanizmu
Apskaičiuoti žvaigždės gyvavimo trukmę pagrindinėje sekoje
![Page 4: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/4.jpg)
Planas
Supažindinti su Standariniu Modeliu: silpnąja sąveika ir Higso mechanizmu
Apskaičiuoti žvaigždės gyvavimo trukmę pagrindinėje sekoje
Patikrinti antropinį principą varijuojant silpnosios sąveikos stiprumą
![Page 5: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/5.jpg)
Standartinis Modelis
SM – kalibruotės laukų teorija
![Page 6: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/6.jpg)
Standartinis Modelis
SM – kalibruotės laukų teorija Idėja ant pirštų – maišome laukus
lokaliai(!) ir nuo to niekas nesikeičia
![Page 7: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/7.jpg)
Standartinis Modelis
SM – kalibruotės laukų teorija Idėja ant pirštų – maišome laukus
lokaliai(!) ir nuo to niekas nesikeičia Pvz.: QED :
![Page 8: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/8.jpg)
Standartinis Modelis
Teoriją apibrėžia kalibruotės grupė ir laukai
![Page 9: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/9.jpg)
Standartinis Modelis
Teoriją apibrėžia kalibruotės grupė ir laukai
![Page 10: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/10.jpg)
Standartinis Modelis
Kiekviena grupė turi savo sąveikos konstantą:
QED turi α ~ 1/137
![Page 11: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/11.jpg)
Standartinis Modelis
Laukai (fermionai) laikomi bemasiais
![Page 12: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/12.jpg)
Standartinis Modelis
Laukai (fermionai) laikomi bemasiais Sąveikas perduoda kalibruotės
bozonai
![Page 13: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/13.jpg)
Standartinis Modelis
Laukai (fermionai) laikomi bemasiais Sąveikas perduoda kalibruotės
bozonai ... jie irgi bemasiai
![Page 14: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/14.jpg)
![Page 15: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/15.jpg)
Higso mechanizmas
Papildomas laukas pažeidžia kalibruotės simetriją:
![Page 16: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/16.jpg)
Higso mechanizmas
![Page 17: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/17.jpg)
Higso mechanizmas
Dalinai pažeidžiama SU(2) x U(1) simetrija: W± ir Z0 įgauna mases, fotonas – ne.
![Page 18: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/18.jpg)
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:
![Page 19: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/19.jpg)
Esminiai sąryšiai
Higso lauko VEV:
![Page 20: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/20.jpg)
Esminiai sąryšiai
Higso lauko VEV:
Bozonų masės:
![Page 21: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/21.jpg)
Esminiai sąryšiai
Higso lauko VEV:
Bozonų masės:
Elektrono krūvis:
![Page 22: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/22.jpg)
Esminiai sąryšiai
Higso lauko VEV:
Bozonų masės:
Elektrono krūvis:
Weinbergo kampas:
![Page 23: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/23.jpg)
Fermi konstanta
Pirmas silpnosios sąveikos modelis:
![Page 24: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/24.jpg)
Fermi konstanta
Pirmas silpnosios sąveikos modelis:
Ryšys su Standartiniu Modeliu:
![Page 25: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/25.jpg)
Žvaigždės gyvavimo laikas
Pagrindinis faktorius – vandenilio sintezė
![Page 26: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/26.jpg)
pp grandinė
Pirmoji ir esminė reakcija:
![Page 27: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/27.jpg)
pp grandinė
Pirmoji ir esminė reakcija:
Ji lėta, nes a) reikia įveikti aukštą barjerą
![Page 28: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/28.jpg)
pp grandinė
Pirmoji ir esminė reakcija:
Ji lėta, nes a) reikia įveikti aukštą barjerą b) veikia silpnoji sąveika, kuri
yra .. silpna
![Page 29: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/29.jpg)
Kuloninis barjeras
![Page 30: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/30.jpg)
Gamow langas
![Page 31: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/31.jpg)
Silpnoji sąveika
Feynmano diagrama:
![Page 32: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/32.jpg)
Silpnoji sąveika
Išreiškus per Fermi konstantą:
![Page 33: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/33.jpg)
Silpnoji sąveika
Išreiškus per Fermi konstantą:
Saulėje:
![Page 34: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/34.jpg)
Sudėjus viską krūvon ...
Reakcijos greitis:
![Page 35: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/35.jpg)
Sudėjus viską krūvon ...
Reakcijos greitis:
Susidūrimai:
![Page 36: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/36.jpg)
Sudėjus viską krūvon ...
Sąveikos tikimybė:
![Page 37: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/37.jpg)
Galiausiai ...
Gauname ...
![Page 38: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/38.jpg)
Galiausiai ...
Gauname ...
~1 milijardas metų – daugmaž gerai !
![Page 39: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/39.jpg)
Silpnosios sąveikos įtaka
Silpnajai sąveikai parametrizuoti naudosiu Higso lauko vakuumo vertę – v
![Page 40: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/40.jpg)
Silpnosios sąveikos įtaka
Silpnajai sąveikai parametrizuoti naudosiu Higso lauko vakuumo vertę – v
Visų fermionų masės proporcingos v
![Page 41: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/41.jpg)
Silpnosios sąveikos įtaka
Silpnajai sąveikai parametrizuoti naudosiu Higso lauko vakuumo vertę – v
Visų fermionų masės proporcingos v Fermi konstanta proporcinga v
![Page 42: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/42.jpg)
Silpnosios sąveikos įtaka
Silpnajai sąveikai parametrizuoti naudosiu Higso lauko vakuumo vertę – v
Visų fermionų masės proporcingos v Fermi konstanta proporcinga v Deuterio aktyvacijos energija
priklauso nuo v
![Page 43: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/43.jpg)
Silpnosios sąveikos įtaka
Silpnajai sąveikai parametrizuoti naudosiu Higso lauko vakuumo vertę – v
Visų fermionų masės proporcingos v Fermi konstanta proporcinga v Deuterio aktyvacijos energija
priklauso nuo v
Hadronų mases laikysiu fiksuotomis
![Page 44: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/44.jpg)
Rezultatai
![Page 45: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/45.jpg)
Rezultatai
Sumažinus v ~ 50 % gyvavimo trukmės krenta eksponentiškai
![Page 46: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/46.jpg)
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
![Page 47: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/47.jpg)
Rezultatai (pakoreguoti)
![Page 48: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/48.jpg)
Išvados
Gavome platų žvaigždžių stabilumo “langą”
![Page 49: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/49.jpg)
Išvados
Gavome platų žvaigždžių stabilumo “langą”
v galime keisti ±50% be didesnių pasekmių
![Page 50: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/50.jpg)
Išvados
Gavome platų žvaigždžių stabilumo “langą”
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. )
![Page 51: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/51.jpg)
Antropinis principas moderniai
A Universe without Weak interactions - Roni Harnik, Graham Kribs, Gilad Perez - Phys. Rev.D74:035006,2006.
![Page 52: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/52.jpg)
Antropinis principas moderniai
A Universe without Weak interactions - Roni Harnik, Graham Kribs, Gilad Perez - Phys. Rev.D74:035006,2006.
String theory landscape (anthropic landscape)
![Page 53: Silpnosios sąveikos stiprumo įtaka žvaigždės gyvavimo trukmei](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061614/56813155550346895d97cf33/html5/thumbnails/53.jpg)
Dėkui už dėmesį !