Дипольный момент электрона или насколько он круглый.

[MacSinus]

Доброго времени суток всем. Давеча встретил такую вот новость: http://www.vesti.ru/doc.html?id=1170736.

Теорию поля я не знаю, но в общем-то я знаком. И представляю, что все разговоры о "округлости" электрона -- от не очень хорошего знакомства с квантовой механикой. Элементарные частицы точечные, ну насколько мы можем судить из наших сегодняшних теорий, да к тому же с огромной степенью точности по экспериментальным данным (насколько я понял, до опытно достоверного предела непрерывности и однородности пространства).

Немного пораскинув мозгами, мне в голову пришла только одна мысль по возникновению дипольного момента -- радиационные поправки. Тут же возник вопрос: из-за чего? Ответ для себя нашел только один -- какая-то корреляция со спиновым магнитным моментом, но все модели в голове приводят только к полной полной его компенсации (возможно немного не додумал, но все же основные моменты вроде рассмотрел). Да и к тому же возникает вопрос: какими же экзотическими должны быть эти самые супер партнеры, чтобы добавлять дипольный момент, если в стандартной модели этот вклад равен нулю (так пишется в статье). Значит либо есть какой-то простой механизм и в стандартной модели не нуль, либо суперсимметрия -- очень умные и странные теории.

Стал искать по интернетам, русскоязычной литературы не нашел, а с забугорным английским дружу слабо. Единственно что я нашел: да, это действительно радиационные поправки и в стандартной модели не точный нуль.
Собственно должен быть какой-то адекватный механизм, который я никак не пойму. При простейшем рассмотрении электрон-позитронных пар у меня все токи обнуляются. Там же мельком указали, что это связано с рождением пар кварк-антикварк, но существенных отличий в таких парах от электрон-позитронных я не вижу.

Собственно такие и вопросы: Каков механизм появления дипольного момента у электрона? Действительно ли тут есть корреляция между магнитным и электрическим моментами?

По возможности наиболее просто, но если уж просто не получится -- то хоть как. Повторю -- теорию поля я не знаю, рассчитать ничего не смогу, но качественно, на уровне простейших уравнений знаком.

[fizeg]

ЭДМ электрона - последствия CP нарушения. В Стандартной модели есть только один механизм такого нарушения - комплексные фазы в матрице смешивания Кабиббо-Кобаяши-Маскавы (Cabibbo-Kobayashi-Maskawa matrix) и он довольно-таки слабый. Хуже того, если посчитать диаграммы (вам придется учитывать разницу между правыми и левыми фермионами и их смешивания), то оказывается, что младшие порядки сокращаются и вклад дают только диаграммы начиная с четырех петель!

Так что и получается, что ЭДМ у электрона в Стандартной модели есть, но очень мал. Если же есть другие источники CP нарушения они могут на таком фоне быть хорошо заметно. Их иметь хочется для объяснения барионной асимметрии. Когда вы добавляете новые частицы (а в SUSY моделях вы добавляете кучу новых частиц) это организовать достаточно легко. А значит можно в принципе организовать и вклад в ЭДМ электрона. Беда в том, что слишком легко: несокращающиеся вклады в ЭДМ электрона могут выскочить уже в первой же петле и придется прикладывать усилия (т.е. подгонять модель, что как правило понижает ее интересность), чтобы их задавить (на диаграммы вы можете посмотреть например здесь, поищите по странице SUSY)

-- 26.12.2013, 05:33 --

Кстати такой факт на заметку: если какой-нибудь эффект организуется в модели легко, то часто это означает, что он может вылезти сам в радиационных поправках, которые кстати совсем не обязаны быть малыми. И даже если вы задавили нежелательные эффекты в своей модели, добавив к ней какую-нибудь одну частичку (которой например пренебрегали из-за слабости взаимодействия, как это часто делают с гравитацией) вы можете заполучить их в полной красе. Потому так часто феноменологи и теоретики ломают голову о механизмах подавления и запрещающих нежелательные взаимодействия симметриях.

[Munin]

fizeg в сообщении #806275 писал(а):

Хуже того, если посчитать диаграммы (вам придется учитывать разницу между правыми и левыми фермионами и их смешивания), то оказывается, что младшие порядки сокращаются и вклад дают только диаграммы начиная с четырех петель!

Можете этот момент "на пальцах" пояснить? Тыкая пальцем в конкретные диаграммы.

Спасибо за insight.

[MacSinus]

fizeg, спасибо. Мало, что понял, но хотя бы теперь примерно представляю, откуда идут корни.

[fizeg]

Munin
Посмотрите например arXiv:1201.4252. Вообще, вычисление ЭДМ электрона сводятся к вычислению ЭДМ W-бозона, поэтому посмотрите еще arXiv:hep-ph/9301293

В общем-то, причина состоит в том, что в младших диаграммах элемент матрицы CKM (из вершин взаимодействия кварковой линии с W-бозоном) идет с таким же комплесно-сопряженным

Для Дираковских нейтрино матрица PMNS также в младших порядках компенсируется комплексно сопряженной. Вот для Майорановских нейтрино дают вклады (задавленные малой массой нейтрино) диаграммы типа (c) на этой картинке (отсюда, остальные диаграммы на ней используют тяжелые нейтрино из механизма seesaw и заряженные Хиггсы)