Адроны, очарованные мезоны и поиски кварк-глюонной плазмы
    Юдичев Валерий Леонидович
    Мои научные интересы связаны с исследованием свойств адронов - элементарных частиц, включающих мезоны и барионы. Адроны, в отличие от лептонов (например, электрона или нейтрино), фотонов и векторных бозонов (переносчиков слабого взаимодействия), не относятся к истинно элементарным частицам, а состоят из более фундаментальных микроскопических объектов - кварков и глюонов. Их взаимодействие друг с другом и определяет свойства адронов: массу, времена жизни, вероятности различных процессов упругого и неупругого рассеяния адронов с лептонами, адронов с адронами и т. п. Мне удалось описать некоторые свойства легких мезонов в разреженном и в горячем мезонном газе в рамках феноменологического подхода. В настоящее время я исследую свойства легких мезонов уже в плотной барионной материи, где, как мы ожидаем, существуют формы материи с экзотическими свойствами.
    К началу XXI века выяснение структуры и свойств адронов, а также плотной и горячей адронной материи стало одной из самых актуальных проблем физики элементарных частиц. Эта тема интенсивно обсуждается на международных конференциях и в печатных изданиях. Особый интерес физиков к экстремально горячим плотным средам связан с желанием обнаружить особое состояние материи - так называемую кварк-глюонную плазму (КГП), существование которой предсказано современной теорией сильного взаимодействия - квантовой хромодинамикой (КХД). Согласно теории Большого взрыва, развитие Вселенной на ранних стадиях эволюции определялось свойствами этой плазмы. Кроме того, материя в таком состоянии может сформироваться внутри компактных звезд, наблюдаемых в настоящее время. Существование особых фаз материи может быть причиной особого поведения некоторых компактных звезд, процесс охлаждения которых не может быть объяснен на основе старых моделей, которые не учитывают существование кварк-глюонной плазмы в ядрах этих звезд.
    Телескопы, размещенные на околоземной орбите, позволили получить бесценный научный материал по наблюдению компактных звезд. Это дало толчок в астрофизике к развитию моделей звезд, учитывающих возможность существования КГП. Понятно, что в таких обстоятельствах необходимо развивать теоретические методы, позволяющие интерпретировать наблюдения и выявлять процессы, которые позволили бы судить о существовании КГП. Эта большая комплексная проблема разбивается на несколько самостоятельных задач, которые могут быть решены независимо. Одна из них - микроскопическое описание свойств адронов в обычных и экстремальных условиях, то есть исследование зависимости масс, времен жизни адронов и т. п. от температуры и плотности.
    Для описания внутренних свойств адронов, таких как масса, константы распадов адронов и их взаимодействия друг с другом посредством сильного и электрослабого взаимодействия, требуются непертурбативные подходы. Среди них следует упомянуть метод уравнений Дайсона-Швингера, Бете-Салпитера, разнообразные локальные и нелокальные кварковые модели, основанные как на квантовой хромодинамике, так и на феноменологии. В своих исследованиях я использовал различные версии киральной кварковой модели, в которой исключены глюоны, а определяемое ими взаимодействие кварков аппроксимировано сравнительно простым способом, позволяющим решать задачи, не решаемые в КХД. ............