Регистрация / Вход
Прислать материал

Анализ движения пробной нуль-струны в гравитационном поле двухслойной радиально коллапсирующей мульти-струнной системы

Сведения об участнике
ФИО
Бабаджан Раиса-Довлета Александровна
Вуз
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Физика и астрономия
Раздел области наук
Ядерная физика. Физика элементарных частиц и полей. Космология. Физика ускорителей и детекторов
Тема
Анализ движения пробной нуль-струны в гравитационном поле двухслойной радиально коллапсирующей мульти-струнной системы
Резюме
В работе проведен анализ движения пробной нуль-струны в гравитационном поле мультиструнной системы состоящей из двух замкнутых нуль-струн, для наиболее интересного случая, когда «зоны взаимодействия» нуль-струн, образующих мультиструнную систему, перекрываются. Наиболее интересным результатом работы можно считать то, что устойчивые во времени и ограниченные в пространстве области, внутри которых происходят колебания нуль-струны (в окрестности фиксированной (неподвижной) точки), можно рассматривать как локализованные в пространстве частицы с эффективной ненулевой массой покоя, что можно рассматривать как возможную альтернативу механизму Хиггса.
Ключевые слова
космология, нуль-струна, механизм Хиггса, гравитационное поле
Цели и задачи
Провести анализ движения пробной нуль-струны в гравитационном поле мультиструнной системы состоящей из двух замкнутых нуль-струн, для наиболее интересного случая, когда «зоны взаимодействия» нуль-струн, образующих мультиструнную систему, перекрываются.
Введение

Космические струны являются одномерными областями концентрации энергии, которые могут естественно возникать в результате спонтанного нарушения симметрии при фазовых переходах в процессе эволюции Вселенной . Наличие таких объектов во Вселенной не противоречит наблюдаемому микроволновому реликтовому излучению. Так же не исключается, что космические струны могли сохраниться до современной эпохи и могут быть наблюдаемыми. Нуль-струны реализуют предел нулевого натяжения теории струн т.е., могли образовываться на ранних этапах эволюции Вселенной. Так, например, интересна возможность участия сети (газа) струн в формировании «темной» материи, а также нуль-струнный механизм инфляционного сценария.

Методы и материалы

В цилиндрической системе координат функции xα (τ, σ), определяющие траектории движения (мировые поверхности) двух замкнутых нуль-струн, образующих рассматриваемую в работе мультиструнную систему (источник), имеют вид:

t=τ, ρ=-τ, θ=σ, z=-+z0  (1)

где z0- положительная константа, τ -времениподобный параметр, изменяющийся в пределах от 0 до плюс бесконечности, σ - пространственно подобный параметр, который изменяется в пределах от 0 до 2π. 

Можно отметить, что траектории (1) описывают случай движения мультиструнной системы, имеющей слоистую структуру, а именно, в системе имеется два слоя (поверхности), положение которых на оси z определяет константа z0. На каждом слое находится  по одной замкнутой нуль-струне, радиусы которых, в любой фиксированный момент времени, одинаковы.

Квадратичная форма, описывающая гравитационное поле рассматриваемой мультиструнной системы имеет вид 

dS2=e(dt2-dρ2)-Βdθ2-edz2   

Движение нуль-струны в псевдоримановом пространстве-времени определяется системой уравнений

xm,ττmpqxpxq=0

gmnxmxn=0 , gmnxmxn=0

где индексы m, n, p, q принимают значения 0,1,2,3, запятые означают частные производные, gmn  Гmpq   - метрический тензор и символы Кристоффеля внешнего пространства-времени соответственно.

Описание и обсуждение результатов

В ходе работы были решены уравнения движения системы, описаннной выше. В качестве вывода можно сказать следующее: в зависимости от значения величины начальных импульсов точек пробной нуль-струны по переменной z действие гравитационного поля двухслойной радиально коллапсирующей мультиструнной системы может приводить или к пульсирующим (ограниченным по переменной z и не ограниченным по переменной ρ) движениям пробной нуль-струны, или к устойчивым во времени колебаниям пробной нуль-струны в окрестности фиксированной (неподвижной) точки пространства (повторяющиеся траектории ограниченны и по переменной z, и по переменной ρ).

Можно отметить, что наиболее интересным результатом работы можно считать то, что устойчивые во времени и ограниченные в пространстве области, внутри которых происходят колебания нуль-струны (в окрестности фиксированной (неподвижной) точки), можно рассматривать как локализованные в пространстве частицы с эффективной ненулевой массой покоя. В этом случае, способность мультиструнных систем, при перекрытии «зон взаимодействия», порождать частицы с эффективной ненулевой массой покоя можно рассматривать как возможную альтернативу механизму Хиггса.

Используемые источники
1. P.J.E. Peebles, Principles of Physical Cosmology, Princeton University Press, (1994).
2. A.D. Linde, Particle Physics and Inflationary Cosmology, Harwood, Chur, (1990).
3. D.P. Bennet, Formation and Evolution of Cosmic Strings, Cambridge University Press, (1990).
4. A. Schild, Phys. Rev. D 16, 1722 (1977).
5. C.T. Hill, D.N. Schramm and J.N. Fry, Commun Nucl. Part. Phys. 19, 25 (1999).
6. R. Schild, I.S. Masnyak, B.I. Hnatyk, and V.I. Zhdanov, arXiv: astro-ph/0406434.
7. K.A. Oliv, arXiv: astro-ph/0301505.
8. G. Bertone, D. Hooper, J. Silk, Phys. Rept. 405, 279 (2005).
9. A.P. Lelyakov, Gravitation and Cosmology 21, No. 3, 200 (2015).
10. A.P. Lelyakov, Gravitation and Cosmology 21, No. 4, 309 (2015).
11. O.P. Lelyakov, A.S. Karpenko, R.-D.O. Babadzhan, Ukr. J. Phys. 59, 547 (2014).
12. O.P. Lelyakov, A.S. Karpenko, R.-D.O. Babadzhan, Ukr. J. Phys. 59, 1114 (2014).
Information about the project
Surname Name
Babadzhan
Project title
Analysis of a test null string motion in the gravitational field of the two-layer multi-string radially collapsing system
Summary of the project
The analysis of the test null string motion in the gravitational field multi-string system consisting of two closed null string, the most interesting case when "interaction zone" null string, forming multi-string system overlap are obtained. The most interesting result of the work is possibility of realizing of that stable in time and limited in the space fields, in which the vibrations of the null string occur (in the vicinity of the fixed (stationary) point). It can be regarded as localized in space particles with an effective non-zero rest mass, which can be considered as a possible alternative to the Higgs mechanism.
Keywords
cosmology, null string, the Higgs mechanism, gravitational field