Нейтрино в движущихся замагниченных средах и новые астрофизические эффекты тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.02, кандидат наук Токарев, Илья Владимирович

• Токарев, Илья Владимирович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Токарев, Илья Владимирович

Оглавление

Введение

1 Нейтрино: история и современный статус

1.1 Нейтрино и Стандартная модель

1.2 Осцилляции нейтрино

1.3 Электромагнитные свойства нейтрино

2 Осцилляции нейтрино в среде с различными профилями плотности и скорости

2.1 Осцилляции нейтрино в вакууме

2.2 Осцилляции нейтрино в покоящейся среде

2.3 Осцилляции нейтрино в среде, движущейся с

постоянным ускорением

3 Миллизаряженное нейтрино с аномальным магнитным моментом в магнитном поле и плотной среде

3.1 Лагранжиан модели

3.2 Метод точных решений

3.3 Миллизаряженное нейтрино с аномальным

магнитным моментом в магнитном поле и плотной среде

3.4 Миллизаряженное нейтрино в магнитном поле и

плотной вращающейся среде

3.5 Нейтрино с аномальным магнитным моментом в

магнитном поле и плотной среде

3.6 Нейтрино в плотной среде, движущейся с

постоянной скоростью

4 Новые астрофизические явления

4.1 Квазиклассическая интерпретация новых решений

уравнений Дирака

4.2 Новые астрофизические явления

4.3 Свет миллизаряженного нейтрино

4.4 Нейтринный механизм вращения звезд

4.5 Новое астрофизическое ограничение на миллизаряд нейтрино

4.6 Миллизаряженные нейтрино и глитчи

Заключение

Приложения

Приложение 1. Матрицы Дирака

Приложение 2. Частные случаи новых решений уравнений Дирака

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Нейтрино в движущихся замагниченных средах и новые астрофизические эффекты»

Введение

Диссертация посвящена описанию распространения и осцилляций нейтрино во внешних электромагнитных полях и плотных движущихся средах, а также предсказанию новых астрофизических эффектов и явлений.

Актуальность темы исследования

Обнаружение бозона Хиггса в экспериментах ATLAS [36] и CMS [37] на Большом адронном коллайдере является одним из наиболее значимых фактов, подтверждающих состоятельность Стандартной модели физики элементарных частиц. Однако, данная модель, неоднократно подтверждающаяся в экспериментах с очень высокой точностью, требует последующего развития и обобщения. Поэтому поиск физики за пределами Стандартной модели, так называемой "новой физики", представляется наиболее значимой целью экспериментальной и теоретической физики ближайших лет.

Поскольку нейтрино является единственной частицей, входящей в структуру Стандартной модели и демонстрирующей свойства за ее пределами, то именно физика нейтрино представляется наиболее перспективным направлением развития фундаментальной физики и источником "новой физики". Помимо явления осцилляций нейтрино, которое уже наблюдается в экспериментальных установках, еще одним прорывным направлением в физике нейтрино может стать изучение нарушения CP-инвариантности на основе данных нейтринных экспериментов. Это стало возможным благодаря недавним данным об измерении угла смешивания 0i3, которые указывают на ненулевое значение данной характеристики осцилляций [38].

Благодаря своей высокой проникающей способности нейтрино является эффективным инструментом изучения внутреннего строения звезд. Множество регистрируемых солнечных нейтрино и нейтринный сигнал от сверхновой SN1987A уже способствовали развитию знания о природе данных астрофизических объ-

ектов. В настоящий момент ведутся активные поиски новых астрофизических источников нейтринного излучения [39], а уже зарегистрированные детектором 1сеСиЬе высокоэнергетические нейтрино внеземного происхождения [40] свидетельствуют о начале эры нейтринной астрономии. В связи с этим, новые знания о движении и осцилляциях нейтрино в экстремальных внешних условиях (сверхсильных магнитных полях и плотных средах), характерных для астрофизики, представляют значительный интерес.

Степень разработанности темы исследования

Физика нейтрино является одной из наиболее интенсивно развивающихся областей фундаментальной физики. В этой области уже получено множество теоретических результатов и экспериментальных данных. В частности, в области описания распространения и осцилляций нейтрино во внешних электромагнитных полях и плотных движущихся средах создан значительный задел. Осцилляции нейтрино не только хорошо описаны теоретическими моделями, но и активно изучаются на экспериментальных установках по всему миру. Имеются данные по всем характеристикам осцилляций и открыта возможность изучения нарушения СР-инвариантности на основе данных нейтринных осцилляционных экспериментов. На основе метода точных решений получен ряд новых решений уравнений Дирака, описывающих движение нейтрино в экстремальных внешних условиях, и предсказаны новые процессы взаимодействия нейтрино в астрофизических условиях.

При этом, физика нейтрино в настоящий момент остается одной из наиболее загадочных областей фундаментальной физики. До сих пор неизвестна природа флейворных осцилляций нейтрино. Не определена масса нейтрино, являющаяся основной характеристикой элементарных частиц. Изучение электромагнитных свойств нейтрино только начинает привлекать интерес исследователей. В связи с этим, в области физики нейтрино существует ряд проблем, решение которых важно не только для данной области знаний, но и для фундаментальной науки в целом.

Цели и задачи диссертационной работы

Целью диссертационной работы является теоретическое описание распространения и осцилляций нейтрино в экстремальных внешних условиях (в сверхсильных магнитных полях и плотных движущихся средах) и предсказание новых астрофизических явлений и эффектов. В частности, весьма важным направлением исследований является изучение осцилляций нейтрино в движущихся средах. Также источником "новой физики" может стать изучение распространения нейтрино, обладающего нетривиальными электромагнитными свойствами, в движущихся замагниченных средах. Эффективным инструментом исследований в данной области является метод точных решений квантовых уравнений Дирака, описывающих нейтрино в экстремальных внешних условиях.

Научная новизна диссертационной работы

Научная новизна данной работы заключается в том, что:

1. впервые описаны флейворные осцилляции нейтрино в среде, движущейся с постоянным ускорением. В адиабатическом приближении найдена вероятность перехода электронного нейтрино в мюонное нейтрино и получено условие резонансного увеличение амплитуды осцилляций;

2. на основе метода точных решений получен ряд новых решений уравнений Дирака, описывающих нейтрино с нетривиальными электромагнитными свойствами в экстремальных внешних условиях (во внешнем электромагнитном поле и плотной среде). В процессе построения решений были предложены два новых спиновых оператора;

3. предсказан новый эффект пространственного разделения потоков релятивистских нейтрино по энергиям и типу нейтрино после прохождения сквозь вращающуюся замагниченную среду. Определено значение пороговой энергии миллизаряженного нейтрино, при которой возникает эффект удержания нейтрино внутри нейтронных звезд;

4. предсказан новый механизм электромагнитного излучения миллизаряженного нейтрино в плотной неоднородной движущейся замагниченной среде ("свет миллизаряженного нейтрино") и определена классическая интенсивность излучения;

5. предсказан новый механизм изменения скорости вращения звезд за счет нейтринного излучения ("нейтринный механизм вращения звезд") и получено аналитическое выражение для изменения угловой скорости вращения звезд за счет предложенного механизма. Предсказанный механизм может быть использован для объяснения природы глитчей и "анти-глитчей" пульсаров. Также произведена оценка вклада данного механизма в динамику вращения сверхновых звезд, на основе которой получено новое наиболее строгое астрофизическое ограничение на миллизаряд нейтрино.

Теоретическая и практическая значимость диссертационной работы

Теоретическая и практическая ценность диссертации определяется тем, что развитая теория осцилляций нейтрино в среде, движущейся с ускорением, представляет интерес для анализа экспериментальных данных нейтринных экспериментов по регистрации потоков нейтрино астрофизического происхождения. Найденные новые точные решения уравнений Дирака могут быть использованы при расчетах различных процессов с участием нейтрино в астрофизических условиях и последующем поиске эффектов "новой физики". Новые предсказанные эффекты и явления в совокупности с современными экспериментальными данными по изучению астрофизических источников нейтринного излучения могут быть использованы для изучения фундаментальных свойств нейтрино. В частности, анализ вклада нейтринного механизма вращения звезд в динамику вращения сверхновых звезд дает лучшее астрофизическое ограничение на миллизаряд нейтрино.

Положения, выносимые на защиту

1. Вероятность и условие резонансного усиления флейворных осцилляций нейтрино в неполяризованной релятивистской среде, движущейся с ускорением. Нерелятивистский предел соответствующих выражений. Условия полного перехода электронных нейтрино в мюонные в релятивистской среде, движущейся с постоянным ускорением.

2. Точные решения уравнений Дирака, описывающие нейтрино с нетривиальными электромагнитными свойствами в экстремальных внешних условиях

(во внешнем электромагнитном поле и плотной среде). Два новых спиновых оператора.

3. Эффект пространственного разделения потоков релятивистских нейтрино по энергиям и типу нейтрино после прохождения сквозь вращающуюся замагниченную материю.

4. Механизм электромагнитного излучения миллизаряженного нейтрино в плотной неоднородной вращающейся и замагниченной среде ("свет миллизаряженного нейтрино").

5. Механизм изменения скорости вращения звезд за счет нейтринного излучения ("нейтринный механизм вращения звезд"). Оценка параметров нейтринного потока и внешних условий, необходимых для применения данного механизма в качестве механизма возникновения глитчей и "анти-глитчей" пульсаров.

6. Новое астрофизическое ограничение на миллизаряд нейтрино.

Структура и объем диссертационной работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, двух приложений и списка литературы.

Первая глава посвящена описанию основных этапов развития физики нейтрино с момента предсказания существования данной частицы В. Паули в 1930 году до сегодняшних дней. В частности, приведена история совместного развития физики нейтрино и Стандартной модели, подробно описано явление осцил-ляций нейтрино, а также дано введение в электромагнитные свойства нейтрино.

Во второй главе описывается теория флейворных осцилляций нейтрино в среде с различными профилями скорости и плотности. Все вычисления произведены в адиабатическом приближении. Представлена общая методика описания осцилляций нейтрино, в деталях описаны методы учета влияния среды на осцилляции и произведены обобщения на случай движущейся среды. В качестве конкретной научной задачи решена проблема описания флейворных осцилляций нейтрино в среде, движущейся с постоянным ускорением. В частности, определены вероятность и условие резонансного усиления осцилляций. Также произведена оценка вклада движения среды с постоянным ускорением в общую

картину осцилляций и приведено обсуждение возможных феноменологических проявлений теории.

Третья глава посвящена теоретическому описанию квантовых состояний мил-лизаряженного нейтрино с аномальным магнитным моментом в плотной среде и внешнем магнитном поле на основе метода точных решений модифицированных уравнений Дирака. Вначале описывается лагранжиан модели и дается введение в метод точных решений, на основе которого находятся решения уравнений Дирака. Затем в деталях обсуждается методика нахождения точных решений ряда конкретных задач, имеющих астрофизические приложения. Частные случаи найденных решений, уже известные в литературе, приведены в приложении 2 со ссылками на первоисточники.

Четвертая глава посвящена поиску феноменологических следствий найденных новых решений и предсказанию новых астрофизических эффектов и явлений. В частности, на основе найденного точного решения уравнения Дирака, описывающего миллизаряженное нейтрино в плотной вращающейся среде и магнитном поле, введена эффективная сила Лоренца, описывающая квазиклассическую траекторию движения нейтрино. Предсказано, что низкоэнергетические нейтрино могут удерживаться на круговых орбитах внутри нейтронных звезд и аккреционных дисков черных дыр. Траектории нейтрино более высоких энергий, которые не могут удерживаться внутри замагниченной вращающейся материи, существенно искривляются в пространстве, что приводит к эффекту пространственного разделения потоков нейтрино по типу и энергиям нейтрино. Также предсказаны два новых явления: новый механизм электромагнитного излучения нейтрино ("свет миллизаряженного нейтрино") и новый механизм изменения вращения звезд за счет излучения мощных потоков нейтрино ("нейтринный механизм вращения звезд"). В качестве прямых феноменологических следствий обсуждаются области применения полученных результатов в астрофизике и получено новое лучшее астрофизическое ограничение на милли-заряд нейтрино.

Объем диссертации - 111 страниц, включая 5 рисунков и 1 таблицу. Список литературы состоит из 162 наименований.

Апробация результатов диссертационной работы

Результаты, вошедшие в диссертацию, докладывались на следующих ведущих отечественных и мировых конференциях по тематике исследования:

1. Научная конференция "Ломоносовские чтения" (2010);

2. V International Pontecorvo Neutrino Physics School (Alushta, Crimea, Ukraine, 2012);

3. 25th International Conference in Neutrino Physics and Astrophysics — Neutrino 2012 (Kyoto, Japan, 2012);

4. 25th Rencontres de Blois "Particle Physics and Cosmology" (Blois, France, 2013);

5. The 2013 European Physical Society Conference on High Energy Physics (Stockholm, Sweden, 2013);

6. Pontecorvo 100 - Symposium in honour of Bruno Pontecorvo for the centennial of the birth (Pisa, Italy, 2013).

Публикации

В диссертации приведены результаты, полученные непосредственно автором или при его активном участии. Результаты диссертации опубликованы в 6 работах, в том числе в 3 статьях в научных журналах из списка ВАК.

Глава 1

Нейтрино: история и современный статус

1.1 Нейтрино и Стандартная модель

С момента предсказания существования нейтрино (названного вначале "нейтроном") Вольфганом Паули в 1930 году данная частица играет одну из ключевых ролей в физике элементарных частиц. Большинство наиболее значимых этапов развития Стандартной модели были тесно взаимосвязаны с развитием знания о нейтрино.

Гипотеза о существовании нейтрино (названной вначале "нейтроном") была предложена Вольфганом Паули в надежде спасти закон сохранения энергии в /3-распадах ядер и объяснить непрерывность спектра испускаемых электронов. Однако, основываясь на данной идее, Энрико Ферми в 1934 году создал теорию /3-распада, в которой кроме электрона испускается еще и нейтрино [41]. Интересно отметить, что именно Э. Ферми после открытия в 1932 году Джеймсом Чедвиком настоящего нейтрона переименовал загадочную частицу в "нейтрино". Согласно теории Ферми, которая послужила прототипом современной теории слабых взаимодействий элементарных частиц, процесс /3-распада нейтрона п —> р + е~ + Т> описывается лагранжианом

где п(х), р(х), е(х) и и(х) - квантовые поля, 7а - матрицы Дирака (смотри Приложение 1), йр - константа, получившая в дальнейшем название константы Ферми. Согласно современным экспериментальным данным [42]

Ср{х) — -СРр(х)уа'п(х)е(х)'уа1у(х) + э.с

(1.1)

вр = 1,16637 х 10~23 эВ-2.

(1.2)

Данный лагранжиан имеет универсальную структуру и может быть использован не только для вычисления вероятности процесса ^-распада (А, 2) —>• (А, Z + 1) + е~ + Р, но и для вычисления вероятностей процесса /3-распада (.А, Z) (А, И — 1) + е+ + I/, захвата электрона е~~ + (А, —(Л, ¿Г — 1) + ¿Л нейтринного процесса 9 + (А, Z) е+ + (А, Z — 1) и многих других процессов.

Оценка сечения процесса V + (А, Z) —> е+ + (А, Z — 1)

сг < Ю-44 см2, (1.3)

которая впервые была получена X. Бете и Р. Пайерлсом в 1934 году [43], указывает на то, что нейтрино чрезвычайно слабо взаимодействует с окружающей средой. В связи с этим, в своей работе X. Бете и Р. Пайерлс сделали вывод, что нет никакой практической возможности наблюдения нейтрино. К настоящему моменту множество экспериментальных установок по всему миру регистрируют нейтрино земного и неземного происхождения каждый день.

Следующим важным этапом развития физики элементарных частиц является идея универсальности слабых взаимодействий, впервые предложенная Бруно Понтекорво в 1947 году [44]. Идея заключается в том, что наряду с процессом с участием электронного нейтрино е~ Л- А—>■ (А, Z — 1) + г/е существует также и процесс с участием мюонного нейтрино // + (Л, (Д ^ — \)

Также идея универсальности слабых взаимодействий была предложена в работах [45-47].

Затем в 1956 году в работе [48] была высказана идея несохранения четности в слабых взаимодействиях и предложен ряд экспериментов, способных проверить данную гипотезу Совсем скоро, уже в начале 1957 года, данная гипотеза была подтверждена экспериментально [49,50]. Почти сразу же после обнародования результатов данных экспериментов все в том же 1957 году Л. Д. Ландау [51], Ли и Янг [52] и А. Салам [53] связали данную особенность слабых взаимодействий со свойствами нейтрино и предложили двухкомпонентную теорию нейтрино.

У данной теории было два важных следствия. Во-первых, поскольку лагранжиан Ферми Ср(х) является скаляром, то, чтобы удовлетворить всем экспериментальным данным того времени, необходимо его дополнить псевдоскалярной частью, что в итоге дает

4М = - ^Р(х)ОгП{х)ё{х)& (вг + С^б) ф) + Э.С, (1.4)

г

где константы Сг и С\ (обе порядка Ср) характеризуют скалярную и псевдоскалярную части взаимодействий, а матрицы 0{ являются базисными в пространстве матриц Дирака (смотри Приложение 1). Данный лагранжиан обеспечивает необходимое нарушение четности в слабых взаимодействиях. Во-вторых, спи-ральность нейтрино строго привязывалась к киральным состояниям нейтрино (-1 для VI и +1 для ил). Важно отметить, что в данной теории рассматриваются безмассовые нейтрино.

Параллельно в то же время активно развивалась экспериментальная нейтринная наука. В частности, в 1956 году Ф. Райнес и К. Коуэн на реакторе в Саванна-Ривер зарегистрировали реакцию с участием нейтрино ь> + р —> е+ + п [55-57], что явилось первым экспериментальным подтверждением существования нейтрино. Чуть позже, в 1958 году, М. Гольдхабер, М. Гродзинс и Э. У. Су-ньяр в эксперименте по изучению круговой поляризации фотонов 7, излучаемых в цепочке реакций е_ + 152Ей —> и + 1525т* —>• 1525т* + 7, получили, что нейтрино обладает отрицательной спиральностью [54]. Данный эксперимент указал на то, что в теории двухкомпонентных нейтрино реализуется вариант с левыми нейтрино

Вскоре, в 1956 году, появились две фундаментальные работы Р. Фейнмана и М. Гелл-Манна [58] и Р. Маршака и Э. Сударшана [59], распространившие гипотезу об участие только левых компонент квантового поля нейтрино на квантовые поля всех остальных частиц, участвующих в слабых взаимодействиях. Лагранжиан данной модели представим в виде произведения ток х ток

£сс(х) = (1-5)

где слабый ток = 2 (рь'Уа'Пь + + соответствует заряженному

току, поскольку описывает процессы с изменением заряда частиц. Учитывая структуру данного тока, содержащую как векторную часть ~ 7а, так и аксиальную ~ 7а7б, данная модель получила название V — А теории.

Обнаружение мюонного нейтрино было произведено в 1962 [60] на основе метода, предложенным Б. Понтекорво в 1959 году [61]. Таким образом было доказано, что электронное и мюонное нейтрино являются разными частицами.

V — А теория предсказывает существования целого ряда новых процессов взаимодействия элементарных частиц и, в частности, процесса ¿7 + е —» V + е, который был экспериментально обнаружен только в 1976 году Ф. Райнесом [62] в эксперименте с реакторными антинейтрино.

V — А теория была весьма успешной теорией, превосходно описывающей все экспериментальные данные своего времени. Однако, существенным недостатком данной теории являлась ее неперенормируемость. В связи с этим в 19671968 годах Стивен Вайнберг и Абдус Салам предложили единую модель [64,65], объединяющую слабые и электромагнитные взаимодействия и являющуюся перенормируемой. Схожую модель без механизма спонтанного нарушения симметрии предложил в 1961 году Шелдон Глешоу [63]. Следует отметить, что перенормируемость модели была доказана в 1971 году Г. 'т Хоофтом [69].

Стандартная модель Вайнберга — Салама — Глэшоу основывается на калибровочной группе ,577(2) х 11(1), которая связывает заряд ф, гиперзаряд У и третью проекцию изоспина /3 формулой Гелл-Манна — Нисидзимы [66-68]

Я Л = /з + \ (1.6)

Модель также предсказывает существование не только заряженных токов ^с, взаимодействие которых осуществляется посредством обмена заряженными векторными бозонами \¥±, но и существование нейтральных токов, взаимодействие которых осуществляется посредством обмена нейтральным векторным бозоном Z0. Обнаружение нейтральных токов и, соответственно, доказательство существования ^ бозона было произведено в 1973-1974 годах в экспериментах по изучению реакции с участием нейтрино и^ + е —У + е на пузырьковой камере Гаргамель в ЦЕРНе. Отметим, что данные эксперимента 1976 года с реакторными антинейтрино [62] согласовываются с расчетами, учитывающими вклады как нейтральных, так и заряженных токов.

К последующим важным этапам развития Стандартной модели следует отнести открытие в 1975 году на е+е~ коллайдере БЬС в Стэнфорде т лептона [70] и последующие поиски и обнаружение в 2000 году нейтрино соответствующего аромата ит в лаборатории Фермилаб [71]. Таким образом, число поколений фермионов достигло трех. Эксперименты по изучению распада нейтрального векторного бозона на пару нейтрино и антинейтрино VI-\-щ (I = е, г,...)

подтвердили, что число фермионных поколений должно равняться трем [42],

П/ = 2,984 ± 0.009.

(1.7)

Последующее расширение калибровочной группы Стандартной модели до ¿>£7(3) х 677(2) х £7(1) позволило ввести в структуру модели кварки и глюо-ны и, таким образом, объединить вместе сильные, слабые и электромагнитные взаимодействия. Последним кирпичиком в строительстве Стандартной модели стало обнаружение бозона Хиггса, ответственного за возникновение масс у частиц Стандартной модели [72,73]. Отметим, что в Стандартную модель включены только левые активные компоненты нейтрино, в связи с чем масса нейтрино в рамках модели равна нулю.

1.2 Осцилляции нейтрино

Единственной частицей, демонстрирующей свойства за пределами Стандартной модели, является нейтрино. В первую очередь данное обстоятельство связано с явлением осцилляций нейтрино. Впервые идею осцилляций нейтрино выдвинул в 1957-1958 годах Б. М. Понтекорво [1,2]. Следует отметить, что явление осцилляций каонов К0 <=* К\ которое подтолкнуло Б. М. Понтекорво к развитию теории осцилляций нейтрино, к тому моменту уже было хорошо изучено [74] и наблюдалось экспериментально. В следующей важной работе [3] Б. М. Понтекорво рассмотрел возможность переходов ие и предсказал подавление потока солнечных нейтрино в два раза (поскольку третий тип нейтрино тогда еще не был открыт). Данное предсказание получило подтверждение в эксперименте Дэвиса по регистрации солнечных нейтрино, который показал подавление потока в 2-3 раза [75,76] по сравнению с предсказанием Стандартной солнечной модели.

Первая теория двухкомпонентных осцилляций нейтрино в вакууме была построена В. Н. Грибовым и Б. М. Понтекорво в 1969 году [77], где рассматривались переходы между четырьмя состояниями г/е, йе и и^ активных компонент нейтринных полей. В данной теории флейворные нейтрино являются результатом смешивания двух майорановских нейтрино с массами Ш] и Ш2, а вероятность процесса ре —» уе имеет вид (в современной форме)

(1.8)

где 9 - угол смешивания, Е - энергия нейтрино, 5т2 = т^ — т2. Далее на основе кварк-лептонной аналогии в работах [4,78] были изучены осцилляции четырех-компонентных дираковских нейтрино, а в работе [79] рассмотрены вакуумные осцилляции нейтрино, индуцированные массовым членом общего дираковского и майорановского типа.

Ключевым моментом в теории осцилляций нейтрино является рассмотрение данного явления в присутствии внешней среды, что впервые было сделано в фундаментальной работе Л. Вольфенштейна в 1978 году [80]. Один из основных результатов в данной области был получен в работе С. П. Михеева и А. Ю. Смирнова [5], в которой было предсказано явление резонансного усиления амплитуды осцилляций при прохождении потока нейтрино через область вещества с меняющейся плотностью. Открытие данного эффект, названного позднее эффектом Михеева - Смирнова - Вольфенштейна, позволило решить проблему солнечных нейтрино. В случае движения нейтрино сквозь однородную покоящуюся среду данное условие имеет вид

Л 1УУП ^

—— сое 20 = л/2Српе, (1.9)

¿И/

где пе - концентрация электронов среды. В работе [81] резонансное условие было получено для релятивистской среды и предсказано существенное изменение резонансной плотности осцилляций в зависимости от направления и скорости движения среды.

Следует отметить, что помимо эксперимента Дэвиса по регистрации солнечных нейтрино указания на существование осцилляций нейтрино встречались во многих последующих нейтринных экспериментах, однако прямое модельно-независимос доказательство было получено лишь в 1998 году, в эксперименте по поиску атмосферных нейтрино на нейтринном детекторе 8ирег-Катюкапс1е [82, 83).

Современная теория осцилляций нейтрино, описывающая переходы между тремя флейворными состояниями нейтрино, основывается на представлении трех флейворных состояний нейтрино (/ = е, /л, т) в- виде суперпозиции трех массовых состояний 1р1 (I = 1,2, 3) по формуле

( Уе \ ( ие 1 ие2 иеЪ \ ( -ФЛ

^ = и^ 1 иц3 Тр2 , (1.10)

V ^т / \ С/т2 £/т3 / \фз /

где матрица ирмыв [84] называется матрицей Понтекорво - Маки - Накагавы -Сакаты и представляет собой произведение матриц

upmns = u23ui3ui2d(o¿i,a2),

(1.11)

где

U23 =

и13 =

(1 0 о ^

0 С23 s23e-iá23

V0 -s23e^3 С23 )

( CIS 0 sise~i513 \

0 1 0

и12 =

\ -suei6" о ci3

~г512

/

( Ci2 -si2e

V

iS 12

о

/1 о

^(аъо^) =

о

Vo

Pzai

о

(1.12)

(1.13)

(1.14)

(1.15)

где Cij = cos 9ij и = sin a o¿\ w. a2 - майорановские фазы. Представление матрицы Upmns в виде произведения матриц £/2з, и U\2 весьма удобно с точки зрения ее анализа на основе экспериментальных данных. Матрица U2% приближенно описывает осцилляции атмосферных нейтрино, а матрица JJ\2 -солнечных. При этом углы смешивания #23 и 0\2 приблизительно равны, соответственно, углам смешивания атмосферных 9atm и солнечных 0© нейтрино.

Существуют различные способы параметризации Upmns матрицы, однако, поскольку для изучения осцилляций нейтрино важна лишь комбинация фаз ¿ = — ¿23 — ¿12, ТО удобно использовать выбор ¿ = ¿13 И ¿23 = ^12 = 0, при

Параметр Величина наилучшей аппроксимации

ДШо! 7.62 х 1 (Г5еУ2

2.55 х 10~3еУ2 2.43 х 10"3еУ2

вт2 0\2 0.320

эт2 #23 0.613 (0.427) 0.600

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Токарев, Илья Владимирович, 2014 год

Литература

[1] Понтекорво, Б. М. Мезоний и антимезоний / Б. М. Понтекорво // ЖЭТФ.

- 1957. - Т. 33. - С. 549-551.

[2] Понтекорво, Б. М. Обратные ^-процессы и несохранение лептонного заряда / Б. М. Понтекорво // ЖЭТФ. - 1958. - Т. 34. - С. 247.

[3] Понтекорво, Б. М. Нейтринные опыты и вопрос о сохранении лептонного заряда / Б. М. Понтекорво // ЖЭТФ. - 1967. - Т. 53. - С. 247.

[4] Биленький, С. М. Аналогия между лептонами и кварками и лептонный заряд / С. М. Биленький, Б. М. Понтекорво // Ядерная физика. — 1976.

- Т. 24. - С. 603.

[5] Михеев, С. П. Резонансное усиление осцилляций нейтрино в веществе и спектроскопия солнечных нейтрино / С. П. Михеев, А. Ю. Смирнов // Ядерная физика. — 1985. - Т. 42. — С. 1441.

[6] Волошин, М. Б. Магнитный момент нейтрино и вариация потока солнечных нейтрино во времени / М. Б. Волошин, М. И. Высоцкий // Ядерная физика. - 1986. - Т. 44. - С. 845.

[7] Окунь, Л. Б. Об электрическом дипольном моменте нейтрино / Л. Б. Окунь // Ядерная физика. - 1986. - Т. 44. - С. 847.

[8] Волошин, М. Б. Об электромагнтных свойствах нейтрино и возможных полугодовых вариациях потока нейтрино от Солнца / М. Б. Волошин, М. И. Высоцкий, Л. Б. Окунь // Ядерная физика. — 1986. — Т. 44. — С. 677.

[9] Волошин, М. Б. Электродинамика нейтрино и возможные эффекты для солнечных нейтрино / М. Б. Волошин, М. И. Высоцкий, Л. Б. Окунь // ЖЭТФ. - 1986. - Т. 91. - С. 754.

[10] Дворников, М. С. Осцилляции нейтрино в поле линейно поляризованной электромагнитной волны / М. С. Дворников, А. И. Студеникин // Ядерная физика. — 2001. — Т. 64. — С. 1705.

[11] Дворников, М. С. Параметрический резонанс при осцилляциях нейтрино в периодически меняющихся электромагнитных полях / М. С. Дворников, А. И. Студеникин // Ядерная физика. — 2004. — Т. 67. — С. 741.

[12] Студеникин, А. И. Нейтрино в электромагнитных полях и движущихся средах / А. И. Студеникин // Ядерная физика. — 2004. — Т. 67. — С. 741.

[13] Ораевский, В. Н. Электродинамика нейтрино в среде / В. Н. Ораевский, В. Б. Семикоз, Я. А. Смородинсикй // ЭЧАЯ. - 1994. - Т. 25. - С. 312-376.

[14] Франк, А. И. Взаимодействие волн с двоякопреломляющим веществом, движущимся с ускорением / А. И. Франк, В. А. Наумов // Ядерная физика. - 2013. - Т. 76. - С. 1507-1518.

[15] Михеев, С. П. Резонансные осцилляции нейтрино в веществе / С. П. Михеев, А. Ю. Смирнов // УФН. - 1987. - Т. 153. - С. 3-58.

[16] Лихачев, Г. Г. Осцилляции нейтрино в магнитном поле солнца, сверхволновых и нейтронных звезд / Г. Г.Лихачев, А. И. Студеникин // ЖЭТФ.

- 1995. - Т. 108. - С. 769-782.

[17] Ландау, Л. Д. Теория поля / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц — М.: Наука, 1988. - 512 с.

[18] Тернов, И. М. Синхротронное излучение электрона, обладающего вакуумным магнитным моментом / И. М. Тернов, В. Г. Багров, В. Ч. Жуковский // Вестник Московского университета. — 1966. — Т. 1. — С. 30-36.

[19] Соколов, А. А. Синхротронное излучение / А. А. Соколов, И. М. Тернов.

- М.: Наука, 1966. - 226 с.

[20] Ритус, В. И. Квантовые эффекты взаимодействия элементарных частиц с интенсивным электромагнитным полем / В. И. Ритус // Труды ФИАН.

- 1979. - Т. 111. - С. 5.

[21] Никишов, А. И. Проблемы интенсивного внешнего поля в квантовой электродинамике / А. И. Никишов // Труды ФИАН. - 1979. - Т. 111. - С. 152.

[22] Студеникин, А. И. Внешнее электромагнитное поле в единых квантово-полевых теориях взаимодействия элементарных частиц: дис. ... д-ра физ.-мат. наук: 01.04.02 / Студеникин Александр Иванович — М., 1991. — 332 с.

[23] Точные решения релятивистских волновых уравнений / В. Г. Багров, Д. М. Гимман, И. М. Тернов и др. — Новосибирск: Наука, 1982. — 120 с.

[24] Халилов, В. Р. Электрон в сильном магнитном поле / В. Р. Халилов. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 208 с.

[25] Тернов, И. М. Квантовые процессы в сильном внешнем поле / И. М. Тернов, В. Ч. Жуковский, А. В. Борисов. — М.: Издательство Московского университета, 1989. — 192 с.

[26] Гриб, А. А. Квантовые эффекты в интенсивных внешних полях / А. А. Гриб, С. Г. Мамаев, В. М. Мостепаненко. — М.: Атомиздат, 1980.

- 296 с.

[27] Борисов, А. В. Майорановское нейтрино во внешнем неоднородном электромагнитном поле / А. В. Борисов, В. Ч. Жуковский, А. И. Тернов // Ядерная физика. - 1987. - Т. 46. - С. 564-571.

[28] Борисов, А. В. Электромагнитные свойства массивного дираковского нейтрино во внешнем электромагнитном поле / А. В. Борисов, В. Ч. Жуковский, А. И. Тернов // Изв. вузов. Физика. — 1988. — Т. 3. — С. 64-70.

[29] Борисов, А. В. Электромагнитные свойства массивных нейтрино / А. В. Борисов, В. Ч. Жуковский, А. И. Тернов // ДАН СССР. - 1988. - Т. 308.

- С. 841-849.

[30] Соколов, А. А. Введение в квантовую электродинамику / А. А. Соколов.

- М.: ГИФМЛ, 1958. - 534 с.

[31] Валанцев, И. А. Новые решения уравнения Дирака для частиц в магнитном поле и среде / И. А. Баланцев, А. И. Студеникин, И. В. Токарев // ЭЧАЯ. - 2012. - Т. 43 - С. 1411-1437.

[32] Баланцев, И. А. Движение заряженного фермиона с аномальным магнитным моментом в замагниченных средах / И. А. Баланцев, А. И. Студеникин, И. В. Токарев // Ядерная физика. - 2013. - Т. 76. - С. 526-541.

[33] Студеникин, А. И. Описание состояний фермионов во внешних полях и средах с учетом аномального магнитного момента частиц / А. И. Студеникин, И. В. Токарев // Научная конференция "Ломоносовские чтения", секция физики: матер, конф. — М, 2012. — С. 58-61.

[34] Баланцев, И. А. Движение нейтрино и электронов в среде и магнитном поле в рамках метода точных решений: дис. ... канд. физ.-мат. наук: 01.04.02 / Баланцев Илья Анатольевич — М., 2012. — 105 с.

[35] Баланцев, И. А. Бета-распад во внешнем магнитном поле / И. А. Баланцев, А. И. Студеникин. — М.: Физический факультет МГУ, 2013. — 160 с.

[36] Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC / G. Aad et al. // Phys. Lett. B.

- 2012. - Vol. 716. - P. 1-29.

[37] Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC / S. Chatrchyan et al. // Phys. Lett. B. - 2012. - Vol. 716. -P. 30-61.

[38] Global analysis of neutrino masses, mixings and phases: entering the era of leptonic CP violation searches / G. L. Fogli et al. // Phys. Rev. D. — 2012. — Vol. 86'. - P. 013012.

[39] Search for neutrinos from transient sources with the ANTARES telescope and optical follow-up observations / M. Ageron et al. // Nucl. Instrum. Meth. A.

- 2012. - Vol. 692. - P. 184-187.

[40] Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector / M. G. Aartsen et al. // Science. - 2013. - Vol. 342. - P. 1242856.

[41] Fermi, E. Tentativo di una teoria dei raggi /3 / E. Fermi // Nuovo Cim. — 1934. - Vol. 11. - P. 1-19.

[42] Review of particle physics / J. Beringer et al. // Phys. Rev. D. — 2012. — Vol. 86. - P. 010001.

[43] Bethe, H. The "Neutrino" / H. Bethe, R. Peierls // Nature. - 1934. - Vol. 133. - P. 532.

[44] Pontecorvo, B. Nuclear capture of mesons and the meson decay / B. Pontecorvo // Phys. Rev. - 1947. - Vol. 72. - P. 246.

[45] Puppi, G. Sui mesoni dei raggi cosmici / G. Puppi // Nuovo Cim. — 1948. — Vol. 5. - P. 587-588.

[46] Klein, O. Mesons and nucleons / 0. Klein // Nature. — 1948. — Vol. 161. — P. 897-899.

[47] Yang, C. N. Reflection properties of spin 1/2 fields and a universal fermi type interaction / C. N. Yang, J. Tiomno // Phys. Rev. — 1950. - Vol. 79. — P. 495-498.

[48] Lee, T. D. Question of parity conservation in weak interactions / T. D. Lee, C. N. Yang // Phys. Rev. - 1956. - Vol. 104. - P. 254-258.

[49] Experimental test of parity conservation in beta decay / C. S. Wu et al. // Phys. Rev. - 1957. - Vol. 105. - P. 1413-1414.

[50] Garwin, R. L. Observations of the failure of conservation of parity and charge conjugation in meson decays: the magnetic moment of the free muon / R. L. Garwin, L. M. Lederman, M. Weinrich // Phys. Rev. — 1957. — Vol. 105. — P. 1415-1417.

[51] Landau, L. D. On the conservation laws for weak interactions / L. D. Landau // Nucl. Phys. - 1957. - Vol. 3. - P. 127-131.

[52] Lee, T. D. Parity nonconservation and a two component theory of the neutrino / T. D. Lee, C. N. Yang // Phys. Rev. - 1957. - Vol. 105. - P. 1671-1675.

[53] Salam, A. On parity conservation and neutrino mass / A. Salam // Nuovo Cim. - 1957. - Vol. 5. - P. 299-301.

[54] Goldhaber, M. Helicity of neutrinos / M. Goldhaber, L. Grodzins, A. W. Sunyar // Phys. Rev. - 1958. - Vol. 109. - P. 1015-1017.

[55] Detection of the free neutrino: a confirmation / C. L. Cowan et al. // Science. - 1956. - Vol. 124. - P. 103-104.

[56] Reines, F. Cowan, C. L. The neutrino / F. Reines, C. L. Cowan // Nature. — 1956. - Vol. 178. - P. 446-449.

[57] Reines, F. Cowan, C. L. Neutrino physics / F. Reines, C. L. Cowan // Phys. Today - 1957. - Vol. 10. - P. 12-18.

[58] Feynman, R. Theory of Fermi interaction / R. Feynman, M. Gell-Mann // Phys. Rev. - 1958. - Vol. 109. - P. 193-198.

[59] Sudarshan, E. Chirality invariance and the universal Fermi interaction / E. Sudarshan, R. Marshak // Phys. Rev. — 1958. — Vol. 109. — P. 1860-1862.

[60] Observation of high-energy neutrino reactions and the existence of two kinds of neutrinos / G. Danby et al. // Phys. Rev. Lett. — 1962. — Vol. 9. — P. 36-44.

[61] Pontecorvo, B. Electron and muon neutrinos / B. Pontecorvo // Sov. Phys. JETP. - 1960. - Vol. 10. - P. 1236-1240.

[62] Reines, F. Detection of anti-electron-neutrino e scattering / F. Reines, H. S. Gurr, H. W. Sobel // Phys. Rev. Lett. - 1976. - Vol. 37. - P. 315-318.

[63] Glashow, S. L. Partial symmetries of weak interactions / S. L. Glashow // Nucl. Phys. - 1961. - Vol. 22. - P. 579-588.

[64] Weinberg, S. A model of leptons / S. Weinberg // Phys. Rev. Lett. — 1967.

- Vol. 19. - P. 1264-1266.

[65] Salam, A. Weak and electromagnetic interactions / A. Salam // Conf. Proc.

- 1968. - Vol. C680519. - P. 367-377.

[66] Nakano, T. Charge independence for V-particles / T. Nakano, K. Nishijima // Prog: Theor. Phys. - 1953. - Vol. 10. - P. 581-582.

[67] Nishijima, K. Charge independence theory of V particles / K. Nishijima // Prog. Theor. Phys. - 1955. - Vol. 13. - P. 285-304.

[68] Gell-Mann, M. The interpretation of the new particles as displaced charged multiplets / M. Gell-Mann // Nuovo Cim. - 1956. - Vol. 4. - P. 848-866.

[69] 't Hooft, G. Renormalizable lagrangians for massive Yang-Mills fields / G. 't Hooft // Nucl. Phys. B. - 1971. - Vol. 35. - P. 167-188.

[70] Evidence for anomalous lepton production in e+ - e" annihilation / M. Perl et al. // Phys. Rev. Lett.- 1975. - Vol. 35. - P. 1489-1492.

[71] Observation of tau neutrino interactions / K. Kodama et al. // Phys. Lett. B.

- 2001. - Vol. 504. - P. 218-224.

[72] Higgs, P. Broken symmetries, massless particles and gauge fields / P. Higgs // Phys. Lett.- 1964. - Vol. 12. - P. 132-133.

[73] Higgs, P. Broken symmetries and the masses of gauge bosons / P. Higgs // Phys. Rev. Lett - 1964. - Vol. 13. - P. 508-509.

[74] Gell-Mann, M. Behavior of neutral particles under charge conjugation / M. Gell-Mann, A. Pais // Phys. Rev. - 1955. - Vol. 97. - P. 1387-1389.

[75] Bahcall, J. N. Solar neutrinos - a scientific puzzle / J. N. Bahcall, R. Davis // Science. - 1976. - Vol. 191. - P. 264-267.

[76] Measurement of the solar electron neutrino flux with the Homestake chlorine detector / B. T. Cleveland et al. // Astrophys. J. — 1998. — Vol. 496. - P. 505-526.

[77] Gribov, V. N. Neutrino astronomy and lepton charge / V. N. Gribov, B. Pontecorvo // Phys. Lett. B. - 1969. - Vol. 28. — P. 493.

[78] Bilenky, S. M. Quark-lepton analogy and neutrino oscillations / S. M. Bilenky, B. Pontecorvo // Phys. Lett. B. - 1976. - Vol. 61. — P. 248.

[79] Bilenky, S. M. Again on Neutrino Oscillations / S. M. Bilenky, B. Pontecorvo // Lett. Nuovo Cim. - 1976. - Vol. 17. - P. 569.

[80] Wolfenstein, L. Neutrino oscillations in matter / L. Wolfenstein // Phys. Rev. D. - 1978. - Vol. 17. - P. 2369-2374.

[81] Grigoriev, A. Effect of matter motion and polarization in neutrino flavor oscillations / A. Grigoriev, A. Lobanov, A. Studenikin // Phys. Lett. B. — 2002. - Vol. 535. - P. 187-192.

[82] Atmospheric neutrino oscillation analysis with sub-leading effects in Super-Kamiokande I, II, and III / R. Wendell et al. // Phys. Rev. D. - 2010. - Vol. 81. - P. 092004.

[83] Results from Super-Kamiokande / Y. Takeuchi et al. // Nucl. Phys. B. — 2012.

- Vol. 229-232. - P. 79-84.

[84] Maki, Z. Remarks on the unified model of elementary particles / Z. Maki, M. Nakagawa, S. Sakata // Prog. Theor. Phys. — 1962. — Vol. 28. — P. 870-880.

[85] Forero, D. V. Global status of neutrino oscillation parameters after Neutrino-2012 / D. V. Forero, M. Tortola, J. W. F. Valle // Phys. Rev. D. - 2012. -Vol. 86. - P. 073012.

[86] Thomas, S. A. Upper bound of 0.28eV on the neutrino masses from the largest photometric redshift survey / S. A. Thomas, F. B. Abdalla, O. Lahav // Phys. Rev. Lett. - 2010. - Vol. 105. - P. 031301.

[87] Battye, R. A. Evidence for massive neutrinos from cosmic microwave background and lensing observations / R. A. Battye, A. Moss // Phys. Rev. Lett. - 2014. - Vol. 112. - P. 051303.

[88] Current direct neutrino mass experiments / G. Drexlin, V. Hannen, S. Mertens, C. Weinheimer // Adv. High Energy Phys. - 2013. - Vol. 2013. - P. 293986.

[89] Current direct neutrino mass experiments / Ch. Kraus et al. // Eur. Phys. J. C. - 2005. - Vol. 40. - P. 447-468.

[90] An upper limit on electron antineutrino mass from Troitsk experiment / V. N. Aseev et al. // Phys. Rev. D. - 2011. - Vol. 84. - P. 112003.

[91] Studenikin, A. Neutrino magnetic moment: a window to new physics / A. Studenikin // Nucl. Phys. Proc. Suppl. - 2009. - Vol. 188. - P. 220-222.

[92] Giunti, C. Neutrino electromagnetic properties / C. Giunti, A. Studenikin // Phys. Atom. Nucl. - 2009. - Vol. 72. - P. 2089-2125.

[93] Giunti, C. Electromagnetic properties of neutrinos / C. Giunti, A. Studenikin // J. Phys. Conf. Ser. - 2010. - Vol. 203. - P. 012100.

[94] Broggini, C. Electromagnetic properties of neutrinos /.C. Broggini, C. Giunti, A. Studenikin // Adv. High Energy Phys. - 2012. - Vol. 2012. - P. 459526.

[95] Fujikawa, K. The magnetic moment of a massive neutrino and neutrino spin rotation / K. Fujikawa, R. Shrock // Phys. Rev. Lett. - 1980. - Vol. 45. -P. 963.

[96] Cisneros, A. Effect of neutrino magnetic moment on solar neutrino observations / A." Cisneros // Astrophys. Space Sci. — 1980. — Vol. 10. — P. 87-92.

[97] Schechter, J. Majorana neutrinos and magnetic fields / J. Schechter, J. W. F. Valle // Phys. Rev. D. - 1981. - Vol. 24. - P. 1883-1889.

[98] Lim, C.-S. Resonant spin-flavor precession of solar and supernova neutrinos / C.-S. Lim, W. Marciano // Phys. Rev. D. - 1988. - Vol. 37. - P. 1368.

[99] Akhmedov, E. Resonant amplification of neutrino spin rotation in matter and the solar-neutrino problem / E. Akhmedov // Phys. Lett. B. — 1988. — Vol. 213. - P. 64.

[100] Smirnov, A. The Geometrical phase in neutrino spin precession and the solar neutrino problem / A. Smirnov // Phys. Lett. B. — 1991. — Vol. 260. — P. 161.

[101] Vidal, J. Nondynamical contributions to left-right transitions in the Solar neutrino problem / J. Vidal, J. Wudka // Phys. Lett. B. — 1990. — Vol. 249. - P. 473.

[102] Akhmedov, E. Resonant spin-flip precession of neutrinos and pusar velocities / E. Akhmedov, A. Lanza, D. Sciama // Phys. Rev. D. - 1997. — Vol. 56. — P. 6117.

[103] Egorov, A. Neutrino oscillations in electromagnetic fields / A. Egorov, A. Lobanov, A. Studenikin // Phys. Lett. B. - 2000. - Vol. 491. - P. 137-142.

[104] Studenikin, A. I. The four new effects in neutrino oscillations / A. I. Studenikin // Nucl. Phys. B Proc. Suppl. - 2005. - Vol. 143.- P. 570.

[105] Lee, B. W. Natural suppression of symmetry violation in gauge theories: muon

- lepton and electron lepton number nonconservation / B. W. Lee, R. E. Shrock // Phys. Rev. D. - 1977. - Vol. 16. - P. 1444.

[106] Final results on the neutrino magnetic moment from the MUNU experiment / Z. Daraktchieva et al. // Phys. Lett. B. - 2005. - Vol. 615. - P. 153-159.

[107] A search of neutrino magnetic moments with a high-purity germanium detector at the kuo-sheng nuclear power station / H. T. Wong et al. // Phys. Rev. D.

- 2007. - Vol. 75. - P. 012001.

[108] Direct Measurement of the Be-7 Solar Neutrino Flux with 192 Days of Borexino Data / C. Arpesella et al. // Phys. Rev. Lett. - 2008. — Vol. 101. — P. 091302.

[109] GEMMA experiment: Three years of the search for the neutrino magnetic moment / A. G. Beda et al. // Phys. Part. Nucl. Lett. — 2010. — Vol. 7. — P. 406-409.

[110] Bernstein, J. Electromagnetic properties of the neutrino / J. Bernstein, M. Ruderman, G. Feinberg // Phys. Rev. - 1963. - Vol. 132. - P. 1227-1233.

[111] Babu, K. S. Quantization of electric charge from anomaly constraints and a majorana neutrino / K. S. Babu, R. N. Mohapatra // Phys. Rev. D. — 1990. - Vol. 41. - P. 271.

[112] Charge quantization in the standard model and some of its extensions / R. Foot, G. C. Joshi, H. Lew, R. R. Volkas // Mod. Phys. Lett. A. - 1990. -Vol. 5. - P. 2721-2732.

[113] Foot, R. Electric charge quantization / R. Foot, H. Lew, R. R. Volkas // J. Phys. G. - 1993. - Vol. 19. - P. 361-372.

[114] Leinson, L. B. Coulomb scattering of a neutrino from nuclei in a dense plasma / L. B. Leinson, V. N. Oraevsky, V. B. Semikoz // Phys. Lett. B. — 1988. — Vol. 209. - P. 80-82.

[115] Nieves, J. F. The electromagnetic vertex of neutrinos in an electron background and a magnetic field / J. F. Nieves // Phys. Rev. D. — 2003. - Vol. 68. -P. 113003.

[116] Duan, H. Neutrino processes in strong magnetic fields and implications for supernova dynamics / H. Duan, Y.-Zh. Qian // Phys. Rev. D. — 2004. — Vol. 69. - P. 123004.

[117] Studenikin, A. New bounds on neutrino electric millicharge from limits on neutrino magnetic moment / A. Studenikin // arXiv:1302.1168[hep-ph].

[118] Marinelli, M. The electric neutrality of matter: a summary / M. Marinelli, G. Morpurgo // Phys. Lett. B. - 1984. - Vol. 137. - P. 439.

[119] Experimental limit for the charge of the free neutron / J. Baumann, J. Kalus, R. Gahler, W. Mampe // Phys. Rev. D. - 1988. - Vol. 37. - P. 3107-3112.

[120] Electrically charged compact stars and formation of charged black holes / S. Ray et al. // Phys. Rev. D. - 2003. — Vol. 68. - P. 084004.

[121] Observation of a neutrino burst from the supernova SN 1987a / K. Hirata et al. // Phys. Rev. Lett. - 1987. - Vol. 58. - P. 1490-1493.

[122] Iorio, L. Constraining the electric charges of some astronomical bodies in Reissner-Nordstrom spacetimes and generic r-2-type power-law potentials from orbital motions/ L. Iorio // Gen. Rel. Grav. — 2012. — Vol. 44. — P. 1753-1767.

[123] Giunti, C. Fundamentals of neutrino physics and astrophysics / C. Giunti, Ch. W. Kim. — Oxford university press, 2007. — 728 p.

[124] Pal, P. B. Particle physics confronts the solar neutrino problem / P. B. Pal. // Int. J. Mod. Phys. A. - 1992. - Vol. 7. - P. 5387-5460.

[125] Lobanov, A. E. Neutrino oscillations in moving and polarized matter under the influence of electromagnetic fields / A. E. Lobanov," A. I. Studenikin // Phys. Lett. B. - 2005. - Vol. 515. - P. 94-98.

[126] Studenikin, A. Neutrino quantum states and spin light in matter / A. Studenikin, A. Ternov // Phys. Lett. B. - 2005. - Vol. 608. - P. 107-114.

[127] Grigorev, A. Quantum theory of neutrino spin light in dense matter / A. Grigorev, A. Studenikin, A. Ternov // Phys. Lett. B. — 2005. - Vol. 622. -P. 199-206.

[128] Kirichenko, P. Neutrino flavor oscillations in matter moving with acceleration / P. Kirichenko, A. Studenikin, I. Tokarev // Abstracts of the 25th International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics — Kyoto, 2012. — P. 86.

[129] Nunokawa, H. The effect of random matter density perturbations on the MSW solution to the solar neutrino problem / H. Nunokawa, A. Rossi, V. B. Semikoz, J. W. F. Valle // Nucl. Phys. B. - 1996. - Vol. 472. - P. 495-517.

[130] Nunokawa, H. Neutrino conversions in a polarized medium / H. Nunokawa, V. B. Semikoz, A. Yu. Smirnov, J. W. F. Valle // Nucl. Phys. B. - 1997. - Vol. 501. - P. 17-40.

[131] Loeb, A. Bound neutrino sphere and spontaneous neutrino pair creation in cold neutron stars / A. Loeb // Phys. Rev. Lett. — 1990. — Vol. 64. — P. 115.

[132] Neutrino Landau damping / L. Oliveira e Silva et al. // Phys. Lett. A. — 2000.

- Vol. 270. - P. 265-272.

[133] Mikheyev, S. P. Resonant neutrino oscillations in matter / S. P. Mikheyev, A. Yu. Smirnov // Prog. Part. Nucl. Phys. — 1989. — Vol. 23. — P. 41-136.

[134] Core-Collapse supernovae: reflections and directions / H. Janka et al. // Prog. Theor. Exp. Phys. - 2012. - Vol. 2012. - P. 01A309.

[135] Pauli, W. Relativistic Field Theories of Elementary Particles / W. Pauli // Rev. Mod. Phys. - 1941. - Vol. 13. - P. 203-232.

[136] Furry, W. On Bound States and Scattering in Positron Theory / W. Furry // Phys. Rev. - 1951. - Vol. 81. - P. 115-124.

[137] Studenikin, A. Quantum treatment of neutrino in background matter / A. Studenikin //J. Phys. A. - 2006. - Vol. 39. - P. 6769-6776.

[138] Studenikin, A. Neutrinos and electrons in matter: a new approach / A. Studenikin // Ann. Found, de Broigle. - 2006. - Vol. 31. - P. 289-316.

[139] Studenikin, A. Method of wave equations exact solutions in studies of neutrinos and electrons interaction in dense matter / A. Studenikin //J. Phys. A. — 2008. - Vol. 41. - P. 164047.

[140] Frolov, I. E. Synchrotron Radiation in the Standard Model Extension / I. E. Frolov, V. Ch. Zhukovsky //J. Phys. A. - 2007. - Vol. 40.- P. 10625-10640.

[141] Studenikin, A. I. New effects of nonzero neutrino electric charge / A. I. Studenikin, I. V. Tokarev // Nucl. Phys. B Proc. Suppl. - 2013. -Vol. 237-238,- P. 317-319.

[142] Neutrino electromagnetic interactions in extreme external conditions / A. Grigoriev et al. // Proceedings of the XXIVth Rencontres de Blois: Particle Physics and Cosmology - Blois, 2012,- P. 337-340.

[143] Landau, L. Diamagnetismus der Metalle / L. Landau // Zeitschrift fur Physik.

- 1930. - Vol. 64. - P. 629-637.

[144] Grigoriev, A. V. Quantum states of the neutrino in a nonuniformly moving medium / A. V. Grigoriev, A. M. Savochkin, A. I. Studenikin // Russ. Phys. J. - 2007. - Vol. 50. - P. 845-852.

[145] Balantsev, I. A. On the problem of relativistic particles motion in strong magnetic field and dense matter / I. A. Balantsev, Yu. V. Popov, A. I. Studenikin // J. Phys. A. - 2011. - Vol. 44. - P. 255301.

[146] Arbuzova, E. V. Pure quantum states of neutrino with rotating spin in dense magnetized matter / E. V. Arbuzova, A. E. Lobanov, E. M. Murchikova // Phys. Rev. D. - 2010. - Vol. 81. - P. 045001.

[147] Lobanov, A. Spin light of neutrino in matter and electromagnetic fields / A. Lobanov, A. Studenikin // Phys. Lett. B - 2003. - Vol. 564. - P. 27-34.

[148] Grigoriev, A. The effect of plasmon mass on spin light of neutrino in dense matter / A. Grigoriev, A. Lokhov, A. Studenikin, A. Ternov // Phys. Lett. B. - 2012. - Vol. 718. - P. 512-515.

[149] Ternov, A. I. Decay of a massive neutrino in magnetized electron gas / A. I. Ternov, P. A. Eminov // Phys. Rev. D. - 2013. - Vol. 87. - P. 113001.

[150] Schwinger, J. S. On the classical radiation of accelerated electrons / J. S. Schwinger // Phys. Rev. - 1949. - Vol. 75. - P. 1912.

[151] Mikaelian, K. O. New mechanism for slowing down the rotation of dense stars / K. O. Mikaelian // Astrophys. J. - 1977. - Vol. 214. - P. L23.

[152] Epstein, R. Neutrino angular momentum loss in rotating stars / R. Epstein // Astrophys. J. - 1978. - Vol. 219. - P. L39-L41.

[153] Dvornikov, M. Spin-down of neutron stars by neutrino emission / M. Dvornikov, C. Dib // Phys. Rev. D. - 2010. - Vol. 82. - P. 043006.

[154] Faucher-Giguere, C.-A. Birth and evolution of isolated radio pulsars / C.-A. Faucher-Giguere, V. M. Kaspi // Astrophys. J. - 2006. - Vol. 643. - P. 332355.

[155] The Pulsar Search Collaboratory: discovery and timing of five new pulsars / R. Rosen et al. // Astrophys. J. - 2013. - Vol. 768. - P. 85.

[156] Two superluminous Supernovae from the early universe discovered by the Supernova Legacy. Survey / D. A. Howell et al. // Astrophys. J. — 2013.

- Vol. 779. - P. 98.

[157] Raffelt, G. G. Stars as laboratories for fundamental physics / G. G. Raffelt.

— University of Chicago Press, 1996. — 686 p.

[158] Barbiellini, G. Electric charge of the neutrinos from SN1987A / G. Barbiellini, G. Cocconi // Nature. - 1987. - Vol. 329. - P. 21-22.

[159] Anderson, P. W. Pulsar glitches and restlessness as a hard superfluidity phenomenon / P. V/. Anderson, N. Itoh // Nature. — 1975. — Vol. 256. — P. 25-27.

[160] Link, B. Pulsar glitches as probes of neutron star interiors / B. Link, R. I. Epstein, K. A. Van Riper // Nature. - 1992. - Vol. 359. - P. 616-618.

[161] Andersson, N. Pulsar glitches: the crust is not enough / N. Andersson, K. Glampedakis, W. C. G. Ho, C. M. Espinoza // Phys. Rev. Lett. - 2012. -Vol. 109. - P. 241103.

[162] An anti-glitch in a magnetar / R. F. Archibald et al. // Nature. — 2013. — Vol. 497. - P. 591-593.