ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Петербургский Институт Ядерной Физики им. Б.П.Константинова РАН 2006

Структура ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Сектор квантовой теории поля (В.А. Кудрявцев) Сектор теоретической физики высоких энергий (Д.И. Дьяконов) Сектор теории сильных взаимодействий (В.Ю. Петров) Сектор теории электрослабых взаимодействий (Г.С. Данилов) Сектор теоретической ядерной физики (М.Г. Рыскин) Сектор атомной физики (А.И. Михайлов) Сектор теории конденсированного состояния (С.Л. Гинзбург) Группа физики реакторов (Ю.В. Петров) Общее число публикаций за 2006 г (+2 Монографии) Общий индекс цитируемости > – 5 человек

ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Состав ОТФ: 75(1) средний возраст 55,7 года Средняя з/п руб./мес. (в 2005 году 7286 руб./мес.) доктора кандидаты без степени вед.инж. ст.лаб. + аспиранты 27(1)

ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Бозе-конденсация спиновых волн в нарушающем симметрию магнитном поле С.Малеев, В.Плахтий, А.Окороков, С.Григориев, А.Сыромятников Любая магнитная структура имеет оси симметрии Антиферромагнетик, две оси по и перпендикулярно спинам Магнитная спираль, симметрия вдоль оси А если вкось? Новая физика Учебники: рассмотрены только эти возможности

ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Поле искажает спираль: Из за БК появляется вторая гармоника Отражение в поле. Из за БК Исключение линейных членов макроскопическое заполнение 2. Билинейный, смешивает спиновые волны с импульсами и Косое поле: Два вклада в зеемановскую энергию: 1. Линейный по спин-волновым операторам вектор антиферромагнетизма, шаг спирали и т.д. Бозе-конденсациия (БК) Рассеяние нейтронов Спиновая спираль

H T 0 HcHc квази-2D и квази-1D HcHc H T 0 3D Гейзенберговский антиферромагнетик, в сильных магнитных полях H вблизи от поля насыщения H c эквивалентны разреженному Бозе-газу (при H=H c все спины выстроены параллельно). При этом Бозе-конденсации в газе магнонов соответствует появление компонент спинов перпендикулярных полю. Температура конденсации имеет вид T c (H) (H c – H) 1/, где =3/2 в 3D системах. Известно, что в магнетиках с доминирующим антиферромагнит- ным обменом взаимодействие магнонов в окрест- ности H=H c очень сильно и приводит к значитель- ным перенормировкам наблюдаемых. В работе рассматривается Бозе-конденсация магнонов в магнетиках с доминирующем ферромагнитным взаимодействием. Показано, что взаимодействие магнонов вблизи H=H c мало. Эта малость, в частности, позволила обнаружить кроссовер от h =3/2 к =1 в зависимости T c (H) в квази-1D и hhh квази-2D магнетиках. ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Бозе-конденсация магнонов в магнетиках с доминирующим ферромагнитным взаимодействием А.В. Сыромятников

В экспериментах по изучению критического состояния жестких сверхпрводников второго рода и дискретных сверхпроводников наблюдалась лавинообразное изменение магнитного потока при плавном изменении внешнего магнитного поля, а размеры возникающих скачков демонстри- ровали степенное распределение. В работе предложена модель дискретного сверхпроводника, с помощью которой можно детально изучить это явление. Лавинообразная динамика потока в критическом состоянии дискретных сверхпроводников объясняется реализацией в них явления самоорганизации критического состояния. Размеры возникающих в системе лавин не зависят от изменения внешнего магнитного поля, которое их вызвало. Полученные результаты можно применить и к объяснению лавинообразной динамики потока в жестких сверхпроводниках второго рода, наблюдаемой в экспериментах. ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Изучение лавинообразной динамики магнитного потока в двумерном дискретном сверхпроводнике С.Л. Гинзбург, А.В. Накин, Н.Е. Савицкая Плотность вероятности размеров лавин в дискретном сверхпроводнике демонстрирует степенное распределение

Е.Г. Друкарев, А.И. Михайлов и И.А. Михайлов ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Угловые распределения каскадных фотонов при захватеэлектронов ионами урана В экпериментах по столкновению тяжелых ионов, проводимых в GSI изучаются и электродинамические явления. В работе рассматриваются угловые распре деления вторичных фотонов при двухфотонном захвате электронов на К оболочку с промежуточным состоянием, принадлежащем L оболочке. Сравниваются случаи захвата электрона голым ядром и одноэлектронным ионом в основном состоянии. Эксперимент дает резкую анизотропию в первом случае и практически изотропное распределение во втором случае. Расчеты полностью подтверждают этот результат. Разница в поведении угловых распределений объясняется принципом Паули.

ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Двойная ионизация Li-подобных атомных систем фотонным ударом Рассмотрено фотопоглощение и неупругое (Комптоновское) рассеяние на Li-подобном ионе в лидирующем приближении по межэлектронному взаимодействию в нерелятивистской асимптотической области энергий I

Экс.группаРеакция BES e + e - J/Ψ + - BELLEe + e - pp K 0 BABARe + e - p K 0 X CDFp A K 0 p X HERA-Bp p K 0 p X PHENIXAu Au K - n X LEPe + e - p K 0 X HyperCPp C u K 0 p X SPHINX p C K 0 + X BELLE +Si K 0 p X BABARe +Be p K 0 + X CLAS p K 0 K + n CLAS p K + K - p n WA89 - A K 0 p X > 600 работ ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ ПЕНТАКВАРК + масса = 1530 МэВ ширина < 15 МэВ Экс.группаРеакция стат. LEP C 12 K + K - X 4.6 SAPHIR d K 0 S K + (n) 4.8 COSY p p K 0 S p 4-6 SVD p A K 0 S p X 5.6 DIANA K + Xe K 0 S p (Xe) 4.4 BC A K 0 S p X 6.7 NOMAD A K 0 S p X 4.3 HERMES e + d K 0 S p X 5 ZEUS e + p e + K 0 S p X 5 Эксперименты, подтверждающие сушествование пентакварка Эксперименты, в которых он не наблюдался Д. Дьяконов, М. Поляков и др. hep-ph/ Я. Азимов, М. Поляков и др. hep-ph/

М.Г. Рыскин, В.А. Хозе и др. ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Лидирующие нейтроны и трех-реджеонные процессы HERA – σ(γπ)=1/3σ(γp) вместо σ(γπ)=2/3σ(γp) В работе учтены: Gap survival factor S 2 =0.4 Миграция нейтронов с большим x L после перерассеяния в область больших p T и x L

М.Г. Рыскин, В.А. Хозе и др. ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Фон для эксклюзивного pp p´ + H + p´ образования бозона Хиггса на LHC - фон W,g Фон мал – нет больших логарифмов ( s ln M H 2 ) Предложен более точный метод измерения M bb по параметрам глюонной струи и конечных протонов

Yu.M. Shabelski and A.G. Shuvaev ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Heavy quark hadroproduction in k t -factorization approach with unintegrated gluon distributions The heavy quark production in hadron-hadron collisons is investigated in the k T -factorization approach. Results are compared with the experimental data from Tevatron-collider and HERA. The total production cross sections and p T distributions are in reasonable agreement with the data.

The new leading-order parameterization of generalized parton distributions of the proton based on the idea of duality is suggested. In its minimal version, the parameterization is defined by the usual quark singlet parton distributions and the form factors of the energy-momentum tensor. The model describes very well the absolute value, the Q 2 - dependence and the W -dependence of the HERA data on the total DVCS vv cross section and contains no free parameters in that kinematics. M.V. Polyakov at all ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Dual parameterization of generalized parton distributions and description of DVCS data

ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Achievements in meson spectroscopy A. Anisovich, V. Nikonov, A. Sarantsev, V. Sarantsev at all The analysis of Crystal Barrel pp data led to the discovery of almost 40 new mesons. These mesons are now included into Particle Data Group Compilation

ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Particle Data Group 2006

ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Particle Data Group 2006

ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Glueballs on the Pomeron trajectories A.V. Anisovich, V.V. Anisovich, M.A. Matveev, V.A. Nikonov and A.V. Sarantsev Tensor glueball f 2 (2000) belongs to the pomeron trajectory α(M 2 )=(1.20±0.10)+α'(0)M 2 with α'(0)=0.20±0.03 GeV -2. The lightest scalar glueball (the broad state f 0 ( ) ) is on the daughter trajectory. The second 2 ++ glueball should have the mass 3500 MeV The σ -meson ( M =430 MeV ) does not belong to the glueball family Usual meson trajectories as functions of the radial quantum number Pomeron trajectories as functions of the t-channel angular momentum

ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Bulk-Brane Duality in Field Theory A.Yung at all The system of two parallel domain walls connected by strings in N=2 QED has a dual description in terms of (2+1)-dimensional U(1) gauge theory with charged matter on the world volume of the walls. Strings of the bulk theory play a role of the charged matter in the dual model. T T The long-range forces are absent on the walls in quantum theory. Wall and antiwall connected by strings on the cylinder Geometry of the wall-string junction. The string is the monopole magnetic flux

It was shown that classical integrable structure appears from Zamolodchikov S-matrix. Namely, algebraic curve, classifying сlassical solutions of sigma model was related with a state containing a huge number of physical particles. Conjectured string Bethe anzats with its nontrivial dressing factor can be derived directly from bootstrap approach for SU(2) subsector. This method is awaiting a generalization to full string theory in AdS 5 ×S 5 background. ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ N.Gromov at all String as multi-particle states of quantum sigma-model Riemann surface for classical solution of S 5 σ-model

ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Аномальная размерность при больших j Со стороны теории суперструн: По теории возмущений: Пересуммирование: В.Н. Велижанин, Л.Н. Липатов, А.И. Онищенко и др. Аномальные размерности и померон в N=4 SUSY Интерсепт померона: согласуется с пересуммированием АдС/КТП-соответсвие

ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ A.V. Kotikov and L.N. Lipatov Anomalous dimension at large j from BES equation Kernel for the linear set of algebraic equations Maximal transcedentality with integer coefficients Agreement of the BES equation with the AdS/CFT prediction Highest transcendentality in N=4 SUSY

ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ ErEr B n =6-8 МэВ A+n (A+1) * Изменение ядерного потенциала на U сдвигает положение резонансного уровня E r, подобно сдвигу частоты радиоприёмника при изменении параметров резонансного контура Естественный реактор ОКЛО и изменение фундаментальных констант А.И.Назаров,М.С.Онегин,В.Ю.Петров,Ю.В.Петров,Э.Г.Сахновский

ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ 2004 год: Построена компьютерная модель реактора Окло для свежей зоны Современными методами Монте-Карло рассчитан спектр нейтронов Определена температура зоны из требования критичности реактора Учли выгорание свежей зоны в рамках модели с постоянной во времени формой пространственной гармоники Оказывается, что спектр медленных нейтронов выгоревшей зоны заметно отличается от свежей. Меняется и осредненное по спектру сечение Sm. Это дает наиболее точное на сегодняшний день ограничение на изменение со временем 2005 год: 2006 год: Учтено влияние на нейтронный спектр и среднее сечение Sm изменения формы основной пространственной гармоники при выгорании

ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ -73 мэВ < E r r < 62 мэВ Зависимость сечения поглощения тепловых нейтронов изотопом от сдвига резонанса энергии для реактора Окло. Сплошные линии - усредненные по спектру реактора сечения для зон разного исходного состава. Для сравнения показано сечение, усредненное по спектру Максвелла. Заштрихованная область показывает коридор ошибок. год -1

При наблюдаемом значении отрицательного градиента температуры 6.5 K/км водяной пар не может находиться в аэростатическом равновесии. Его вертикальное распределение сжато почти в шесть раз по сравнению с равновесным случаем, что приводит к появлению направленной вверх силы f, равной разнице неравновесного градиента давления (f) и веса (f) единицы объобъема газа; z – высота. ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ Водяной пар в атмосфере находится под воздействием двух независимых физических факторов, температуры (согласно закону Клапейрона-Клаузиуса насыщенная концентрация водяного пара убывает примерно вдвое при уменьшении температуры на каждые десять градусов Кельвина) и гравитации (аэростатическое равновесие водяного пара соответствует падению парциального давления примерно вдвое на каждые десять километров). Поэтому над водной поверхностью водяной пар может находиться в аэростатическом равновесии только если вертикальный градиент температуры воздуха не превосходит критического значения, равного для земной атмосферы 1.2 К/км. Вертикальный градиент температуры воздуха, избирательно действующий только на водяной пар (конденсирующийся газ) и не влияющий на распределение остальных газов, играет роль полунепроницаемой перегородки в хорошо известном явлении осмоса, где невозможность установления равновесной концентрации всех компонентов смеси приводит к возникновению осмотической силы. Эта сила действует до тех пор, пока испарение компенсирует конденсацию. Теоретическая физика климата: Температурный осмос в земной атмосфере В.Г. Горшков и А.М. Макарьева

а): экспоненциальное падение среднегодовых осадков с расстоянием на обезлесенных территориях; (б): действие биотического насоса: осадки в лесных регионах планеты не убывают с расстоянием от океана. ОТДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПИЯФПИЯФ На основании анализа неравновесности вертикального распределения водяного пара в атмосфере сформулирован новый физический принцип, согласно которому воздух в приземном слое распространяется из области с меньшим испарением в область с большим испарением. Потоки воздуха поддерживаются осмотическими силами, возникающими в смеси конденсирующегося водяного пара и неконденсирующихся газов при наличии отрицательного вертикального градиента температуры. Показано существование биотического насоса атмосферной влаги лесной покров обеспечивает потоки испарения, превышающие океанические, и поэтому может закачивать атмосферную влагу с океана на любые расстояния вглубь континентов, таким образом полностью определяя водный режим суши.