Юдічев Валерій Леонідович
Мої наукові інтереси пов'язані з дослідженням властивостей адронів - елементарних частинок, включають мезони і баріони. Адрони, на відміну від лептонів (наприклад, електрона або нейтрино), фотонів і векторних бозонів (переносників слабкої взаємодії), не відносяться до істинно елементарних частинок, а складаються з більш фундаментальних мікроскопічних об'єктів - кварків і глюонів. Їх взаємодію один з одним і визначає властивості адронів: масу, часи життя, можливості різноманітних процесів пружного та непружного розсіяння адронів з лептона, адронів з адронами і т. п. Мені вдалося описати деякі властивості легенів мезонів у розрідженому і в гарячому мезонним газі в рамках феноменологічного підходу. В даний час я досліджую властивості легенів мезонів вже в щільній баріонів матерії, де, як ми очікуємо, існують форми матерії з екзотичними властивостями.
До початку XXI століття з'ясування структури і властивостей адронів, а також щільною і гарячої адронний матерії стало однією з найактуальніших проблем фізики елементарних частинок. Ця тема інтенсивно обговорюється на міжнародних конференціях та у друкованих виданнях. Особливий інтерес фізиків до екстремально гарячим щільним середах пов'язаний з бажанням виявити особливий стан матерії - так звану кварк-глюонну плазму (КДП), існування якої передбачене сучасною теорією сильної взаємодії - квантової хромодинаміки (КХД). Згідно з теорією Великого вибуху, розвиток Всесвіту на ранніх стадіях еволюції визначалося властивостями цієї плазми. Крім того, матерія в такому стані може сформуватися всередині компактних зірок, які спостерігаються в даний час. Існування особливих фаз матерії може бути причиною особливої поведінки деяких компактних зірок, процес охолодження яких не може бути пояснений на основі старих моделей, які не враховують існування кварк-глюонної плазми в ядрах цих зірок.
Телескопи, розміщені на навколоземній орбіті, дозволили отримати безцінний науковий матеріал зі спостереження компактних зірок. Це дало поштовх в астрофізиці до розвитку моделей зірок, які враховують можливість існування КГП. Зрозуміло, що в таких обставинах необхідно розвивати теоретичні методи, що дозволяють інтерпретувати спостереження і виявляти процеси, які дозволили б судити про існування КГП. Ця велика комплексна проблема розбивається на декілька самостійних завдань, які можуть бути вирішені незалежно. Одна з них - мікроскопічне опис властивостей адронів у звичайних та екстремальних умовах, тобто дослідження залежності мас, часів життя адронів і т. п. від температури і щільності.
Для опису внутрішніх властивостей адронів, таких як маса, константи розпадів адронів і їх взаємодії один з одним за допомогою сильного і електрослабкої взаємодії, потрібні непертурбатівние підходи. Серед них слід згадати метод рівнянь Дайсона-Швінгера, Бете-Салпітера, різноманітні локальні і нелокальні кварковою моделі, засновані як на квантовій хромодинамике, так і на феноменології. У своїх дослідженнях я використовував різні версії киральной кваркової моделі, в якій виключені глюони, а визначається ними взаємодія кварків апроксимовані порівняно простим способом, що дозволяє вирішувати завдання, не вирішуються в КХД. Дана модель, модель типу Намбу-Йона-Лазініо, отримала розвиток і дозволила описати властивості скалярних, Псевдоскалярним і векторних мезонів, включаючи їх основні стани, а також перші радіальні збудження. Ми передбачили маси скалярних мезонів - основних і радіально-збуджених, а також маси перших радіальних збуджень Псевдоскалярним і векторних мезонів. Крім того, ми вирахували ширину основних розпадів мезонів, що йдуть за рахунок сильної взаємодії. По цій темі я з співавторами опублікував 24 статті у реферованих вітчизняних та зарубіжних виданнях, включаючи праці конференцій.
Нещодавно, використовуючи кваркової моделі типу Намбу-Йона-Лазініо, я досліджував поведінку форм-факторів півоній, h-, і h'-мезонів у області низьких та великих енергій. Результат узгоджується з експериментальними даними групи експериментаторів CLEO, які спостерігали реакції народження півонії і фотона з віртуального фотона з великими просторово-подібними 4-імпульсами.
В даний час найбільший інтерес для мене представляють дослідження властивостей мезонів у гарячій і щільному середовищі. Ці дослідження розпочаті нещодавно. За минулі два роки ми досліджували фазову діаграму кваркової матерії при температурах від 0 до 200 мегаелектронвольт (МеВ), а також для значень хімічного потенціалу (визначає баріонів щільність) від 0 до 400 МеВ. Ми отримали оригінальні результати, оскільки для фіксації параметрів у рамках кваркової моделі використовували оригінальну процедуру, яку раніше ніхто не застосовував. Дослідження виявили залежність фазової діаграми, тобто умов і типів фазових переходів, від параметрів моделі. В основному результати узгоджуються з дослідженнями інших вчених у світі, підтверджуючи спонтанне порушення колірної симетрії (фундаментальної симетрії сильної взаємодії) і утворення так званого кольорового конденсату. Якісно це явище аналогічно відомому феномену надпровідності і, за аналогією, названо кольоровий надпровідністю.
Я продовжую дослідження в цій області, вивчаючи, як модифікуються спектри мезонів в умовах щільної матерії, в якій сформувався кольоровий конденсат. Вже отримані попередні результати по залежності констітуентной маси u (d)-кварків, кольоровий щілини, мас скалярних і Псевдоскалярним мезонів при нульовій температурі і високій баріонів щільності. Ці результати можна застосувати для селекції процесів, які змогли б послужити розпізнавальними сигналами існування кваркової матерії з незвичайними властивостями (кольорова надпровідність). Подібні експерименти на споруджуваних установках LHC в ЦЕРН (Швейцарія-Франція) і SIS-200 в GSI (Дармштадт, Німеччина), на яких будуть отримані досить щільні утворення кваркової матерії при зіткненнях іонізованих атомом урану. До цих пір дослідження проводилися для свинцю, сірки і золота на установках AGE, SPS (ЦЕРН), а також на установці RHIC (Брукхевен, США).
Одночасно з вивченням властивостей щільної та гарячої кваркової матерії ми досліджували зіткнення легких мезонів (півоній) в гарячому мезонним газі в нерівноважних умовах. У таких умовах зіткнення частинок приводять до появи великої "ширини" у вузьких резонансів, таких як півонія. У розрідженому середовищі його ширина вкрай мала (кілька кеВ) і обумовлена ймовірністю слабкого розпаду для заряджених піонів і електромагнітного розпаду для нейтральних півоній. А в нерівноважної середовищі ширина може досягати 80 МеВ (порівнянна з масою спокою півонії 140 МеВ) поблизу фазового переходу адронний матерії в кварк-глюонну плазму, що має суттєвий вплив на процеси за участю півоній у гарячому мезонним газі. Як наслідок, є помітне відхилення в спектрах електрон-позитронного пар, які випромінюються при зіткненнях важких іонів, від пророкувань для вузьких півоній. Велика ширина дозволяє пояснити цей спостережуваний в експерименті ефект.
У рамках простої кваркової моделі були отримані також якісні оцінки для температурної залежності маси і ширини зачарованих (тобто що містять "зачарований" кварк) D-і D *- мезонів. Вивчення параметрів цих частинок у гарячій середовищі дуже важливо для розуміння процесів дисоціації мезонів з явним і прихованим "зачаруванням", що мають безпосереднє відношення до проблеми пошуку кварк-глюонної плазми.