Трутень І. В. Поляризаційні ефекти в утворенні важких кварків при високих енергіях

Трутень І.В. Поляризаційні ефекти в утворенні важких кварків при високих енергіях. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії за спеціальністю 104 – Фізика та астрономія (Галузь знань 10 – Природничі науки). – Національний науковий центр “Харківський фізико-технічний інститут” Національної Академії Наук України, Харків, 2024. У дисертаційній роботі представлено комплексні теоретичні дослідження процесів анігіляції електрона та позитрона при високих енергіях, з особливим акцентом на умовах майбутніх електрон-позитронних колайдерів, таких як Compact Linear Collider. Основна увага приділена процесу народження пар топ-кварків та їхнього подальшого розпаду на боттом-кварки і W-бозони, а також дослідженню поляризаційних ефектів і порушенню CP-симетрії в цих процесах. Використані методи теоретичної фізики дозволили отримати нові результати, що розширюють розуміння аномальних взаємодій поза межами Стандартної Моделі. У роботі розглянуто такі ключові аспекти: Поляризаційні ефекти в процесі утворення топ-кварків: проведено детальний аналіз компонент поляризації топ-кварка як функції кута розсіювання при інваріантній енергії електрон-позитронної пари √s=380 ГеВ. Встановлено суттєву залежність компонент поляризації від наявності аномальних зв'язків γtt та Ztt, що генеруються операторами розмірності d=6. Ці результати мають важливе значення для вивчення поляризаційних властивостей топ-кварка та їх впливу на кінцеві продукти розпаду. Аналіз енергетичних і кутових розподілів продуктів розпаду: розроблено метод дослідження енергетичних і кутових розподілів боттом-кварків, що утворюються під час розпаду топ-кварка. Метод враховує можливі аномальні взаємодії, включаючи як CP-порушуючі, так і CP-зберігаючі ефекти, що дозволяє більш точно прогнозувати розподіли кінцевих частинок в експериментах. Дослідження ефектів CP-симетрії: вивчено вплив CP-порушуючих і CP-зберігаючих форм-факторів на асиметрії енергетичних розподілів боттом-кварків у процесі e+e-→b¯bW+W-. Крім того показано, що асиметрія вильоту боттом-кварка вперед-назад у процесі e+e-→bW+¯t є чутливою до параметрів аномальних взаємодій, що вказує на можливість спостереження цих ефектів в експериментах. Залежність асиметрій від енергії e+e- пари: проведено аналіз залежності поляризації топ-кварків і асиметрій боттом-кварків від інваріантної енергії електрон-позитронної пари в діапазоні до √s=3 ТеВ. Наукове значення і перспективи: отримані результати підтверджують важливість аномальних взаємодій для вивчення властивостей елементарних частинок. Запропоновані підходи можуть стати основою для подальших досліджень, спрямованих на уточнення фізичних моделей, що описують поведінку частинок на квантовому рівні.