Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.gao.spb.ru/russian/psas/kodata/files/ffk2009.pdf Дата изменения: Fri Nov 8 17:37:50 2013 Дата индексирования: Thu Feb 27 23:11:38 2014 Кодировка: Windows-1251 Поисковые слова: р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п

ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ, Лаборатория теоретической физики им. Н.Н. Боголюбова

Всероссийское совещание по прецизионной физике и фундаментальным физическим константам
(Workshop on Precision Physics and Fundamental Physical Constants)

Тезисы докладов

Дубна, 14 декабря 2009


Организационный комитет
Сопредседатели:
С.Г. Каршенбойм (ВНИИМ) В.И. Коробов (ОИЯИ) И.Н. Мешков (ОИЯИ)

Члены Организационного комитета:
А.В. Малых (ОИЯИ), уч. секретарь А.Б. Арбузов (ОИЯИ) С.Н. Багаев (ИЛФ СО РАН) Ю.М. Быстрицкий (ОИЯИ) Д.А. Варшалович (ФТИ РАН) Э.А. Кураев (ОИЯИ) С.Н. Неделько (ОИЯИ) С.З. Пакуляк (УНЦ) Р.Н. Фаустов (ВЦ РАН) Д.В. Фурсаев (ун-т "Дубна") И.Б. Хриплович (ИЯФ СО РАН) В.А. Шелюто (ВНИИМ) С.И. Эйдельман (ИЯФ СО РАН)
Всероссийское совещание по прецизионной физике и фундаментальным физическим константам (Workshop on Precision Physics and Fundamental Physical Constants) проводится Лабораторией теоретической физики им. Н.Н. Боголюбова ОИЯИ совместно с Рабочей группой РНК КОДАТА по фундаментальным физическим константам. Совещание организуется при поддержке Научного совета РАН по метрологическому обеспечению и стандартизации, Российского национального комитета по сбору и оценке численных данных в области науки и техники (КОДАТА) при РАН, Университета Дубны, Всероссийского научно-исследовательского института метрологии им. Д.И. Менделеева, Particle Data Group и International CODATA Task group on fundamental constants. Совещание проводится при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант 09-02-06198 г). Workshop on Precision Physics and Fundamental Physical Constants is organized by Bogoliubov Laboratory of Theoretical Physics (BLTP) of the Joint Institute for Nuclear Research and Russian National Task Group on fundamental physical constants of Russian National CODATA Committee. The workshop is endorsed by RAS Scientic Council on Metrology and Standartization, Russian National Committee on Data for Science and Technology, University of Dubna, D.I. Mendeleev Institute for Metrology, Particle Data Group and International CODATA Task group on fundamental constants. The organization of the workshop is supported in part by the Russian Foundation for Basic Research under grant # 09-02-06198.




Содержание
Пленарные доклады
А.Б. Арбузов. Определение параметров электрослабых взаимодействий из распада мюона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Д.Д. Бакалов, В.И. Коробов. Эффекты внешних магнитных полей в простых атомных системах. Спектр HD+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . С.Н. Гниненко. Измерение спектра фотонов при энергиях E me и поиск пространственной анизотропии в распадах ортопозитрония . . . . . . А. Деревянко. Нарушение четности в атомах и высокоточное определение констант электрослабого взаимодействия . . . . . . . . . . . . . . . . . А.Е. Дорохов. g - 2 мюона, редкие распады P l+ l- и переходные формфакторы P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M. Jentschel, P. Becker, L. Ferroglio, J. Krempel, G. Mana. Measurement of the molar Planck constant NA h via the energy/mass equivalence principle В.А. Ерохин, К. Пахуцки и Дж. Сапирштейн. Тонкая структура атома гелия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . А.В. Иванчик, Д.А. Варшалович. Астрономические методы исследования возможного космологического изменения фундаментальных физических констант . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . С. Г. Каршенбойм. Международная система единиц и ее реализация в эталонах: современное состояние и ближайшие перспективы . . . . . . . А.Л. Катаев. Структура высших поправок КЭД к аномальным магнитным моментам лептонов: нерешенные теоретические и вычислительные проблемы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . М. Г. Козлов. Использование инверсионных переходов в аммиаке для поиска вариации отношения масс me /mp . . . . . . . . . . . . . . . . . . Н.Н. Колачевский, А.Н. Матвеев, Я. Алнис, К. Партей, T. Удем, Т.В. Хэнш. Поиск дрейфа постоянной тонкой структуры в лаборатории . . . . . . В.И. Коробов. Прецизионная спектроскопия H+ и антипротонного гелия . 2 А.И.Ахмедов, Э.А.Кураев, М.К.Волков. Вклады в аномальный магнитный момент мюона от каналов конверсии тяжелого фотона в скалярный (псевдоскалярный) мезон и фотон . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . С. А. Левшаков. Пространственные вариации me /mp : ограничения, полученные из спектров высокого разрешения молекулярных облаков в нашей галактике . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . И.Б. Логашенко. Будущее измерений аномального магнитного момента мюона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . А.П. Мартыненко, Р. Н. Фаустов, Е. Н. Элекина. Тонкая и сверхтонкая структура спектра энергии легких мюонных атомов . . . . . . . . . . C. Михайлов, Н. Стефанис. Фотон-пионный переходной формфактор: шансы и вызовы для КХД из эксперимента BaBar . . . . . . . . . . . . . .
3 . 9

. 10 . 11 . 12 . 13 . 14 . 15 . 16 . 17 . 18 . 19 . 20 . 21 . 22 . 23 . 24 . 25 . 26


В. К. Милюков. Ньютоновская гравитационная постоянная: современный статус экспериментального определения . . . . . . . . . . . . . . . . . . В.Д. Овсянников, Е.Ю. Ильинова, С.И. Мармо, В.Г. Пальчиков, А.В. Тайченачев, В.И. Юдин, Х. Катори, К. Хашигучи. Нелинейные и мультипольные эффекты в частотном стандарте на атомах в оптической решетке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . М.С. Онегин. Современные ограничения на временные изменения постоянной тонкой структуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Е. В. Питьева. Численные постоянные для фундаментальной астрономии . M. Pospelov. Extended gauge sector below the weak scale and g-2 of the muon V.N. Rudenko. Current results of searching for gravitational wave signals with bar detectors and big interferometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . В.Г. Сербо. Поправки порядка (Z )n в процессах образования лептонов и фотонов на ускорителях с тяжелыми ядрами RHIC и LHC . . . . . . . A. A. Starobinsky. Fundamental constants of modern cosmology . . . . . . . . . О.В. Тарасов. Новые методы вычисления фейнмановских диаграмм . . . . . О.В. Теряев. Принцип эквивалентности и элементарные частицы . . . . . . М.П. Файфман. Определение физических характеристик мезоатомов и мезомолекул методами мю-катализа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . В.П. Измайлов, О.В. Карагиоз, В.М. Шахпаронов. Дестабилизирующие факторы при измерении гравитационной постоянной . . . . . . . . . . . . . С.И. Эйдельман. e+ e- адроны при низких энергиях и статус предсказания (g - 2)/2 мюона в Стандартной Модели . . . . . . . . . . . . . . . .

27

28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

Стендовые доклады
К.А. Бронников. Многомерная космология с ускоренным расширением Вселенной и малой вариацией гравитационной постоянной . . . . . . . . . . В.Н. Мельников, В.Д. Иващук. О временной вариации гравитационной постоянной в СTT и многомерных моделях гравитации . . . . . . . . . . . Е.Ю. Ильинова, В.Д. Овсянников, Х. Катори, К. Хашигучи. Оптическая решетка для стандарта частоты, не зависящего от движения атома . . М.И. Калинин, С.А. Кононогов. Об определении постоянной Больцмана и единицы термодинамической температуры . . . . . . . . . . . . . . . . Е.Ю. Корзинин, В.Г. Иванов, С.Г. Каршенбойм. Вклады поляризации вакуума старших порядков в лэмбовский сдвиг в легких мюонных атомах А.И. Майстров, C.G. Parthey, Н.Н. Колачевский, Th. Udem, А.Н. Матвеев, J. Alnis, T.W. Hansch. Высокопроизводительное моделирование процесса возбуждения атомов водорода для задачи подгонки линий в эксперименте по спектроскопии двухфотонного перехода 1s-2s в атоме водорода на основе технологии CUDA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . С. А. Запрягаев, Н. Л. Манаков, С. И. Мармо, И. С. Ненашев. Обобщенные штурмовские разложения релятивистской кулоновской функции Грина
43 44 45 46 47

48 49

4


Я. Алнис, А.Н. Матвеев, К. Партай, К. Предель, Т. Вилкен, Н.Н. Колачевский, Р. Хольцварт, Т. Удем, Т.В. Хэнш. Подготовка измерения оптической частоты перехода 1s - 2s в атомах водорода и дейтерия с использованием стабильной опорной оптической частоты, получаемой через телекоммуникационную сеть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . А.Н. Матвеев, C.G. Parthey, J. Alnis, Н.Н. Колачевский, T.W. Hansch. Лазерная система и стандарт частоты для прецизионной спектроскопии перехода 1s-2s в атоме водорода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Н.Л. Манаков, А.А. Некипелов. Поляризация вакуума кулоновским полем: асимптотика потенциала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Е. В. Питьева, Н. П. Питьев. Оценки возможных изменений гравитационной постоянной, массы Солнца и полуосей планет по современным наблюдениям планет и космических аппаратов . . . . . . . . . . . . . Л.Г. Прохоров. Влияние электрических зарядов в высокочувствительных измерительных системах с пробными телами . . . . . . . . . . . . . . А.Я. Силенко. Возможность проверки сохранения CPT -симметрии в гравитационном взаимодействии с помощью метода замораживания спина в накопительных кольцах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Г.М. Трунов. О предстоящем переопределении килограмма . . . . . . . . . Г.М. Трунов, А.Г. Трунов. О предстоящем переопределении ампера . . . . В.В. Хрущев. О возможном определении единицы массы и фиксации значений фундаментальных физических констант . . . . . . . . . . . . . В. А. Шелюто, С. Г. Каршенбойм, С. И. Эйдельман. Адронные вклады в сверхтонкое расщепление основного состояния в мюонии . . . . . . . .

. 50 . 51 . 52 . 53 . 54 . 55 . 56 . 57 . 58 . 59

5



Пленарные доклады



Определение параметров электрослабых взаимодействий из распада мюона
А.Б. Арбузов

Лаборатория теоретической физики им. Н.Н. Боголюбова, ОИЯИ
Среди всех параметров стандартной модели физики элементарных частиц при высоких энергиях наиболее точно измерена фермиевская константа связи GF = 1.16637(1) Ч 10-5 GeV-2 . Постоянная тонкой структуры при малых энергиях определена с точностью десяти значащих цифр, но на масштабе массы Z -бозона -1 (MZ ) = 128.957 + 0.020, т.е. она менее хорошо измерена по сравнению с GF и массой Z -бозона, MZ . Большая погрешность связана с неопределенностью из-за существенных вкладов непертурбативных сильных взаимодействий. Если же брать в качестве точки нормировки для постоянную Ферми, то неопределенность в теоретическом описании электрослабых процессов существенно уменьшается. Таким образом, измерение времени жизни мюона служит в качестве одного из фундаментальных нормировочных процессов в физике элементарных частиц. Последние наиболее точные данные по определению этой константы из времени жизни мюона получены в PSI экспериментами чLAN [1] и FAST [2]. Проводятся также опыты на мини-установках настольного формата, работающие с мюонами из космических лучей. Извлеченная и времени жизни мюона постоянная Ферми используется в дальнейшем для получения прецизионных теоретических предсказаний в рамках стандартной модели и проверки последней. Константа GF с помощью известного соотношения связана с другими параметрами стандартной модели, включая массу бозона Хиггса, однако точность определения всех входящих в формулу параметров недостаточна для нахождения MH . Недавние результаты по расчету радиационных поправок ко времени жизни мюона и к дифференциальным распределениям по углам и энергиям продуктов его распада позволили существенно повышсить точность теоретического описания различных мод распада мюона. Из дифференциальных распределений продуктов распада мюона извлекается дополнительная нетривиальная информация о структуре слабых взаимодействий, вводимой в описание модельно независимым образом с помощью параметров Мишеля. Современные данные о значениях этих параметров позволяют получать ограничения на модели новой физики.


[1] D. B. Chitwood et al. [MuLan Collaboration], Improved Measurement of the Positive Muon Lifetime and Determination of the Fermi Constant, Phys. Rev. Lett. 99 (2007) 032001. [2] A. Barczyk et al. [FAST Collaboration], Measurement of the Fermi Constant by FAST, Phys. Lett. B 663 (2008) 172.

9


Эффекты внешних магнитных полей в простых атомных системах. Спектр HD+
Д.Д.Бакаловa , В.И. Коробов
a b b

ИЯИЯЭ БАН, София, Болгария БЛТФ ОИЯИ, Дубна, Россия

Отношение масс электрона и протона известно с относительной точностью 0.4 10-9 [1]. Перспективным методом дальнейшего уменьшения неопределенности величины me /mp являются прецизионные измерения спектра молекулярного йона HD+ и сопоставление результатов с теоретическими рассчетами. В настоящее время экспериментальная точность спектроскопии HD+ достигла 2 10-9 [3]. Того же порядка и неопределенность недавних теоретических вычислений резонансных частот переходов между ро-вибрационными уровнями с учетом квантово-электродинамических поправок высших порядков [2]. Сверхтонкое расщепление спектральных линий было вычислено для т.н. сильных коомпонент сверхтонкой структуры с точностью 10-10 [4]. Необходимым следующим шагом является оценка эффектов внешних магнитных полей, заведомо присуствующих из-за отсутствии экранировки. В работе рассмотрена сверхтонкая структура спектральных линий переходов между ро-вибрационными состояниями молекулярного йона HD+ в постоянном однородном магнитном поле умеренной интенсивности B < 10 G. Поскольку Зеемановское расщепление уровней при таких полях ниже разрешающей способности, вычислена частота наблюдаемого в этом случае взвешенного центра магнитного мультиплета как функцию B с учетом возмущенной интенсивности отдельных магнитных компонент. Для полей порядка магнитного поля Земли частотный сдвиг превосходит допустимую теоретическую неопределенность и должен быть принят во внимание при анализе экспериментальных данных.


[1] P. J. Mohr and B. N. Taylor, Rev. Mod. Phys. 77 (2005)1, updated 2008. [2] V. I. Korobov, Phys. Rev. A 74 (2006) 052506. [3] J. C. J. Koelemeij et al., Phys. Rev. Lett. 98 (2007) 173002. [4] D. Bakalov et al., Phys. Rev. Lett. 97 (2006) 243001.

10


Измерение спектра фотонов при энергиях E me и поиск пространственной анизотропии в распадах ортопозитрония
С.Н. Гниненко

Институт Ядерных Исследований РАН (Москва)
Обсуждаются планируемые эксперименты с позитронием с целью измерения спектра фотонов при энергиях E me [1]. Помимо прецизионной проверки QED, дополнительной мотивацией для проведения данных работ является возможность экспериментальной проверки пространственной анизотропии в распадах ортопозитрония(oP s) путем поиска запрещенного распада oP s 2 . Обсуждается возможность проведения этих исследований на установках AEGIS в CERNe и LEPTA в ОИЯИ.


[1] С.Н. Гниненко, Н.В. Красников, В.А. Матвеев, А. Руббиа, Физика Элементарных Частиц и Атомного Ядра 37 (2006) 605.

11


Нарушение четности в атомах и высокоточное определение констант электрослабого взаимодействия.
Андрей Деревянко

Физический факультет университета Невады, Рино, США
Нарушение четности в атомах накладывает мощные ограничения на новую физику за пределами стандартной модели элементарных частиц. Измерения интерпретируются с помощью слабого заряда ядра, характеризующего силу электрослабого взаимодействия атомных электронов и кварков ядра. Мы сообщаем самые точные на сегодняшний день результаты по определению этого взаимодействия. Объединяя предыдущие прецизионные измерения группы Ваймана (Boulder, USA) с нашими высокоточными атомными расчетами 133Cs, мы нашли значение слабого заряда ядра цезия. Наш результат находится в полном согласии с предсказаниями стандартной модели. В сочетании с результатами экспериментов на коллайдерах, наша работа подтверждает энергетическую зависимость электрослабого взаимодействия на энергетическом диапазоне охватывающим четыре порядка (от 10 МэВ до 100 ГэВ). Более того, наш расчет позволил получить более сильное ограничение на массу дополнительных Z бозонов (Z'). Предыдущее ограничение было извлечено непосредственно из экспериментальных данных полученных на коллайдерах.


[1] S. G. Porsev, K. Beloy, and A. Derevianko, Phys. Rev. Lett. 102, 181601 (2009)

12


g - 2 мюона, редкие распады P l+ l- и переходные формфакторы P
А.Е. Дорохов
a a

Объединенный институт ядерных исследований, 141980, Дубна, Россия

Аномальный момент мюона g - 2 и редкие распады мезонов служат для проверки стандартной модели (СМ) при низких энергиях. В последние годы значительно возросла точность экспериментальных измерений. Теоретическая погрешность в основном связана с оценкой вклада больших расстояний, на которых неприменима теория возмущений СМ. Однако, в ряде случаев теоретический результат может быть существенно улучшен за счет связи вклада больших расстояний с результатами измерений других процессов. Такой подход, в частности, оказывается применим при оценке адронного вклада в g - 2 мюона, а также в случае редких распадов легких псевдоскалярных мезонов (P : 0 , , ) в лептонную пару (l : e+ e- , ч+ ч- ) [1, 2]. В рамках киральной теории возмущений показано, что информация о нетривиальной динамике, оределяющей вклад процесса рассеяния света на свете в g - 2 мюона и в редкий распад P l+ l- , содержится в одной и той же низкоэнергетической константе. В [1] данная константа была выражена через обратный момент переходного формфактора псевдоскалярного мезона в симметричной кинематике FP (Q2 , Q2 ). Такое представление позволяет использовать данные CELLO [3], CLEO [4] и BABAR [5] по измерению переходных формфакторов и, тем самым, установить нижнию (верхнюю) границу для брэнчингов данных распадов в электронную (мюонную) моды. Используя также ограничения на переходные формфакторы, следующие из КХД, можно сделать модельно-независимое предсказание для величины брэнчинга B r( 0 e+ e- ) = (6.2 + 0.1) ћ 10-8 , которое на 3.3 ниже значения, полученного в наиболее точном эксперименте KTeV (Fermilab) [6]. Поэтому желательны новые прецезионные измерения ширины данного распада, поскольку до сих пор предсказания СМ находили блестящие экспериментальные подтверждения. Отметим, что если найденный эффект будет подтвержден, то это может свидетельствовать в пользу вариантов расширения СМ с легкими ( 10 - 100 MeV) частицами. Также для проверки СМ перспективными будут измерения распадов ( ) ч+ ч- .


[1] A.E. Dorokhov and M.A. Ivanov, Phys. Rev. D75 (2007) 114007. [2] A.E. Dorokhov, M.A. Ivanov and S.G. Kovalenko, Phys. Lett. B 677 (2009) 145. [3] H.J. Behrend et al., Z. Phys. C49 (1991) 401. [4] J. Gronberg et al., Phys. Rev. D57 (1998) 33. [5] B. Aubert et al. [The BABAR Collaboration], Phys. Rev. D 80 (2009) 052002. [6] E. Abouzaid et al., Phys. Rev. D75 (2007) 012004.

13


Measurement of the molar Planck constant NA h via the energy/mass equivalence principle
M. Jentschela , P. Beckerb , L. Ferroglioa,c , J. Krempela,b , G. Mana
a c

c

Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesal lee 100, 38116 Braunschweig, Germany b Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesal lee 100, 38116 Braunschweig, Germany Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica, Strada del le cacce 91, 10135 Torino, Italy

The energy mass equivalence principle allows the direct comparison of relative atomic masses and gamma ray wave lengths. The conversion between these quantities is done via the molar Planck constant NAh. Therefore precise measurements of the atomic masses and neutron binding energies allows a determination of NAh. The talk gives an overview on the experimental techniques involved in these measurements and discusses their current and future limitations. It will be shown that the neutron binding energy measurements are closely related to the current determination of the Avogadro constant NA. Finally a small overview on spin o experiments proting from the instrumental developments will be given.

14


Тонкая структура атома гелия
В.А. Ерохинa , К. Пахуцкиb и Дж. Сапирштейн
a c

Центр перспективных исследований, Государственный политехнический университет, Политехническая 29, Санкт-Петербург 195251, Россия b Institute of Theoretical Physics, University of Warsaw, Hoza 69, 00-681 Warsaw, Poland c Department of Physics, University of Notre Dame, Notre Dame, IN 46556, USA
Чтобы объяснить расхождение между предсказаниями теории и результатами эксперимента в тонкой структуре атома гелия мы проверили и пересчитали все теоретические вклады до порядков m7 и m2 /M 6 . Предыдущее значение поправки m7 было существенно скорректировано благодаря более точному вычислению релятивистской поправки к логарифму Бете.

15


Астрономические методы исследования возможного космологического изменения фундаментальных физических констант
А.В. Иванчик, Д.А. Варшалович

Физико-технический институт им А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург
В докладе будет представлен обзор современного состояния астрономических методов исследования возможного космологического изменения фундаментальных физических констант. Современные теории физики фундаментальных взаимодействий предсказывают такие изменения. Различные теории предсказывают разные амплитуды изменений констант и на разных временных масштабах. В современных лабораторных экспериментах получены жесткие пределы на возможное изменение констант в настоящую эпоху, однако это не исключает возможности их изменения на космологических временах и пространственно удаленных областях нашей Вселенной. Исследования спектров квазаров, свойств реликтового излучения и первичного нуклеосинтеза являются мощными инструментами определения возможного отклонения фундаментальных констант от их современных значений.

16


Международная система единиц и ее реализация в эталонах: современное состояние и ближайшие перспективы
С. Г. Каршенбойм

ВНИИ метрологии им. Д. И. Менделеева, 190005, Санкт-Петербург, Россия Max-Planck-Institut fur Quantenoptik, 85748 Garching, Germany
Международная система единиц СИ выступает в физике в двух ипостасях. Когда речь идет об образовании, эта система оказывается не более, чем удобным языком представления данных. Причем создатели СИ больше беспокоятся об удобстве для простых пользователей, нежели об адекватности этого языка современным взглядам на природу. Этот же язык достаточно эффективен и в том случае, когда речь идет о не слишком точных измерениях. В случае же необходимости измерять с высокой точностью ситуация кардинально меняется. Здесь важно, как устроены эталоны. Система определений постоянно модифицируется так, чтобы можно было наиболее успешно воспроизводить и поддерживать единицы измерений. В докладе будет обсуждаться реализация современных определений Международной системы единиц, проблемы и недостатки этой системы, перспективы ее развития. Будет также, в частности, показано, что практика измерений устроена так, что многие величины, например, температура на самом деле измеряются в практических единицах, а не в единицах СИ. Будет также обсуждать вопрос о переходе к единицам, основанным на фундаментальных физических константах [1]. Этот вопрос рассматривается сейчас метрологическим сообществом с полной серьезностью в виду практических преимуществ при применении квантовых макроскопических эффектов.


[1] С.Г. Каршенбойм, УФН 176, 975 (2006).

17


Структура высших поправок КЭД к аномальным магнитным моментам лептонов: нерешенные теоретические и вычислительные проблемы
А.Л. Катаев

Институт ядерных исследований Российской Академии Наук, Москва, Российская Федерация
Дан обзор современного статуса вычислений поправок квантовой электродинамики к аномальным магнитным моментам электрона, мюона и -лептона. Отмечено, что сравнение теоретических предсказаний КЭД с недавними экспериментальными данными по измерению аномального магнитного момента электрона требует более точного вычисления вкладов 8-го порядка КЭД и оценок поправок 10-го порядка. Указано на то, что существующие неопределенности в численном значении поправок 8-го порядка и грубых оценок 10-го порядка КЭД несколько выше экспериментальных неопределенности, что влияет на точность извлечения значения постоянной тонкой структуры из недавних экспериментальных данных группы из США. Дан обзор статуса работ по уменьшению теоретических неопределенностей. Подчеркнута интересная теоретическая особенность, выявленная в аналитических вычислениях ряда вкладов в аномальный магнитный момент электрона, проделанных в работе M. Cao, S. Turini, Е. Remiddi в 1978 году. Эти вычисления демонстрируют, что вклад лестничных диаграмм в высших порядках теории возмущений намного превосходит вклад диаграмм с одной ренормалонной цепочкой. Обсуждаются следствия данного наблюдения. Перечислен ряд теоретических проблем, которые могут быть решены при дальнейших более точных вычислениях вкладов некоторых диаграмм КЭД в аномальный магнитный момент мюона и тау-лептона. Отмечена перспективность дальнейших более точных измерений массы -лептона для уточнения некоторых теоретических неопределенностей в вычислениях вкладов КЭД в аномальный магнитный момент мюона и тау-лептона. Подчеркнута существующая проблема надежного извлечения аномального магнитного значения тау-лептона из экспериментальных данных, теоретическое значение которого особо чувствительно к рассмотрению возможности существования новых физических эффектов, выходящих за рамки Стандартной Модели сильных и электрослабых взаимодействий. Доклад подготовлен по программе исследований, частично поддерживаемых Грантом РФФИ N 08-01-00686

18


Использование инверсионных переходов в аммиаке для поиска вариации отношения масс me /mp
М. Г. Козлов

Петербургский институт ядерной физики
В настоящее время идет активный поиск возможных вариаций фундаментальных постоянных = e2 /(? ) и ч = me /mp . Такие поиски ведутся на больших hc пространственно-временных масштабах в астрофизике, и на малых масштабах в экспериментах с атомными часами. До недавнего времени, большая часть астрофизических наблюдений проводилась в оптическом диапазоне. Однако, для оптических линий типична довольно слабая чувствительность к фундаментальным константам, особенно к отношению масс ч. Гораздо большей чувствительностью к вариации ч обладают молекулярные вращательные линии, которые лежат в СВЧ и ИК диапазонах. К сожалению, все они имеют одинаковую чувствительность и возможные сдвиги вращательных частот за счет вариации ч невозможно отличить от сдвигов, связанных с общим красным смещением. Поэтому, необходимо иметь линии с разными коэффициентами чувствительности Qч , которые определены так, что / = Qч ч/ч. Для вращательных линий Qч = 1. Одной из таких СВЧ линий с существенно отличной величиной Qч является инверсионная линия аммиака, NH3 ( = 1.2 см). Этот переход связан с тунелированием трех ядер водорода через потенциальный барьер, создаваемый молекулярными электронами. Поэтому неудивительно, что эта линия обладает повышенной чувствительностью к вариации отношения масс электрона и протона. Численное значение коэффициента чувствительности Qч = 4.5 легко получить, например, используя квазиклассическое приближение. Сравнивая отношение частот инверсионного перехода в аммиаке с одной из вращательных молекулярных линий в лаборатории с аналогичным отношением для какого-то удаленного астрофизического объекта можно получить информацию об изменении постоянной ч. Наиболее жесткие ограничения на вариацию ч получены с использованием инверсионной линии аммиака и вращательных линий молекул CO, HCO+ , HCN, CCS, HC3 N и др. К сожалению, для некоторых из этих молекул лабораторные значения частот вращательных переходов известны с недостаточной точностью. Дополнительные возможности появляются при использовании линий частично дейтерированного аммиака NH2 D. В этом случае чисто инверсионные переходы запрещены по симметрии и имеют место смешанные вращательно инверсионные переходы. Для таких переходов коэффициенты чувствительности сильно зависят от квантовых чисел. Для переходов между уровнями с вращательным квантовым числом J 2 и температурой возбуждения T 50 K коэффициенты Qч меняются в пределах от 0.1 до 1.6. Отметим, что инверсионно-вращательные линии молекулы NH2 D наблюдались в целом ряде молекулярных облаков в нашей галактике. Использование линий одной и той же молекулы с разными коэффициентами чувствительности позволяет избавиться от одной из самых опасных систематических ошибок, связанных с возможным различием в пространственных распределениях разных молекул в молекулярных облаках.

19


Поиск дрейфа постоянной тонкой структуры в лаборатории
Н.Н. Колачевский,a А.Н. Матвеев,
a a,b

Я. Алнис,b К. Партей,b T. Удем,b Т.В. Хэнш

b

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, 119991 Москва, Россия b Институт по квантовой оптике общества Макса Планка, Hans-Kopfermann Str. 1, 85748 Garching, Germany

В течение последнего десятилетия наблюдался значительный прогресс в области лабораторных исследований возможного дрейфа постоянной тонкой структуры . Успехи, достигнутые в методах подготовки и опроса атомов и ионов, лазерной спектроскопии и измерения оптических частот привели к существенному снижению погрешности измерений. В результате лабораторные измерения частот атомных переходов заняли место наиболее чувствительных тестов стабильности в текущий момент времени (табл. 1). Год 2004 2004 2006 2007 2008 2008 Атом H, Yb+ , Hg+ H, Yb+ , Hg+ Yb+ , Hg+ Dy Sr, H, Yb+ , Hg Hg+ , Al+

/, год (- (-