ИСТИНА

Явления осцилляций нейтрино и нейтральных мезонов в настоящее время широко исследуются как экспериментально, так и теоретически. Эти процессы, происходящие на конечных макроскопических пространственных и временных интервалах, не могут быть описаны в рамках стандартного пертурбативного S-матричного подхода. Они описываются либо в квантовомеханическом подходе с использованием плоских волн, либо в квантовомеханическом или квантовом теоретико-полевом подходах с использованием волновых пакетов. Первый способ описания не является последовательным, поскольку рождение состояний без определенной массы приводит к нарушению закона сохранения энергии-импульса. Подходы в терминах волновых пакетов эту проблему обходят, но вычисления в их рамках являются очень сложными и громоздкими. В рамках квантовой теории поля разработан новый пертурбативный формализм для описания процессов, происходящих на конечных пространственно-временных интервалах. Предлагаемое описание основано на диаграммной технике Фейнмана в координатном представлении, дополненной модифицированными правилами перехода к импульсному представлению, учитывающими геометрию экспериментов по наблюдению осцилляций нейтрино. Эффективно это приводит к тому, что только фейнмановский пропагатор частицы в импульсном представлении заменяется так называемым зависящим от расстояния (или времени) пропагатором, в то время как другие правила Фейнмана в этом представлении остаются неизменными. При этом в подходе не используются волновые пакеты: начальные и конечные состояния частиц описываются плоскими волнами, что существенно упрощает расчеты. Данный формализм позволяет согласованно и относительно просто описать распады нестабильных частиц на заданном расстоянии от источника, осцилляции нейтрино и нейтральных каонов, воспроизводя известные результаты. Развитый подход может быть применен и для описания осцилляций нейтрино во внешних полях. Здесь распространение нейтрино описывается соответствующей функцией Грина, учитывающей взаимодействие аномального магнитного момента частицы, предсказываемого Стандартной моделью, с магнитным полем. В данной работе рассмотрен простейший случай такого процесса, когда нейтрино рождается в распаде ядра вне области поля, затем оно распространяется в постоянном магнитном поле, проходя фиксированное расстояние до детектора, и фиксируется опять же вне области поля через взаимодействие со слабым заряженным током другого ядра. Показано, что каждое массовое состояние нейтрино расщепляется в поле на две составляющие, соответствующие двум возможным вариантам ориентации спина фермиона. Этот эффект, находящийся в полном согласии с квантовой механикой, приводит к возрастанию числа взаимозависимых осцилляций в четыре раза (с трех до 12). Обсуждается конкретный пример такого процесса, когда нейтрино рождаются в распадах ядер O-15, а регистрируются хлор-аргоновым детектором; приводятся результаты численного моделирования.