Кукулин В.И. Современные модели ядерных сил и роль дибарионных резонансов Учебное пособие Посвящается светлой памяти Владимира Германовича Неудачина, стоявшего у истоков этого направления.     Книга написана на основе соответствующего лекционного курса, читаемого автором для студентов второго курса магистратуры кафедры общей ядерной физики физического факультета МГУ. Курс лекций позволяет слушателям понять основные моменты и тенденции развития в современной теории ядерных сил, а также глубокую связь этих сил с основными явлениями и законами квантовой хромодинамики, такими как конфайнмент, киральная симметрия и ее нарушение, динамика цветных струн. Обсуждаются многочисленные эксперименты, подтверждающие дибарионную концепцию ядерных сил. Делается попытка объяснить основные моменты физики ядра на основе такой концепции ядерных взаимодействий. Предисловие     Настоящая книга представляет собой расширенный и частично переработанный курс лекций, читаемый автором на физическом факультете МГУ для магистрантов второго года обучения по специальности «Ядерная физика». При создании этого оригинального курса я стремился выйти за традиционные рамки обычных сведений о природе ядерных сил и их структуре, излагаемых в большинстве курсов ядерной физики. Поэтому я включил в курс ряд новых нетрадиционных направлений, получивших развитие в последние десятилетия, таких, как эффективная теория поля, суперсимметричная квантовая механика, дибарионные модели ядерных сил и др.     Цель данных лекций – дать слушателям представление о современном развитии теории ядерных сил и ее связи с множеством других разделов современной физики и астрофизики. В работе над этими лекциями большую помощь мне оказали мои многолетние соавторы М.Н. Платонова, В.Н. Померанцев и О.А. Рубцова, которым автор очень многим обязан и помощь которых трудно переоценить. Однако за все недочеты этого курса ответственность несет только сам автор, который будет искренне благодарен читателям за замечания, способствующие улучшению этого курса и устранению найденных ошибок и недочетов. Сентябрь 2017 г., Москва, МГУ имени М.В. Ломоносова ОГЛАВЛЕНИЕ Лекция 1. Мезонные теории ядерных сил 1.1. Исторический экскурс 1.2. Виртуальные и реальные частицы: в чем различие? 1.3. Псевдоскалярная природа пиона и πN-связи 1.4. Экспериментальные доказательства существования тензорного NN-потенциала в дейтроне 1.5. Построение феноменологических NN-потенциалов     1.5.1. Понятие о парциальных фазовых сдвигах рассеяния     1.5.2. Каковы фазовые сдвиги NN-рассеяния на самом деле? 1.6. Современное развитие Юкавской модели ядерных сил 1.7. Эффективная теория поля для NN-взаимодействия 1.8. Выводы Лекция 2. Трудности мезонной теории ядерных сил 2.1. Проблема квадрупольного момента дейтрона 2.2. Проблема скалярного σ-обмена и NN-притяжения на средних расстояниях 2.3. Роль заблуждений в науке 2.4. Проблемы ядерных сил в задаче трех тел     2.4.1. Точные результаты для энергии связи ядер 3H и 3He     2.4.2. Упругое Nd-рассеяние при низких и средних энергиях: дифференциальные сечения     2.4.3. Упругое Nd-рассеяние при низких и средних энергиях: спиновые наблюдаемые     2.4.4. Сечения трехчастичного развала N+d → N+n+p     2.4.5. Упругое pd-рассеяние под большими углами 2.5. Выводы Лекция 3. Основные понятия кварковой модели 3.1. Вводные замечания 3.2. SU(3) симметрия элементарных частиц и восьмеричный путь 3.3. Предсказание Ω–-гиперона 3.4. Кварки u и d 3.5. Цвет кварков 3.6. Взаимодействие кварков. Глюоны 3.7. Цвет кварков и структура адронов 3.8. Конфайнмент кварков 3.9. Струнная модель адронов 3.10. Струнная модель и струи адронов 3.11. Многокварковые системы 3.12. Выводы Лекция 4. Взаимодействие составных частиц, кварковая модель и Московский NN-потенциал 4.1. Взаимодействие составных частиц и принцип Паули     4.1.1. Стационарный узел волновой функции относительного движения кластеров вместо отталкивающего кора     4.1.2. Притяжение вместо отталкивания?     4.1.3. Выводы 4.2. Московский NN-потенциал 4.3. Физические следствия Московского потенциала для ядерной физики в целом 4.4. Выводы Лекция 5. Суперсимметрия 5.1. Что такое суперсимметрия и зачем она нужна? 5.2. Супералгебра Виттена 5.3. Суперсимметричные партнеры 5.4. Связь спектров суперсимметричных партнеров 5.5. Преобразование SUSY 5.6. Суперсимметричные свойства Московского потенциала 5.6. Выводы Лекция 6. Кварковая и дибарионная модели ядерных сил 6.1. Нуклон-нуклонное взаимодействие на основе обмена голдстоуновскими бозонами между кварками     6.1.1. Симметрия шестикварковой волновой функции     6.1.2. Взаимодействие кварков через обмен голдстоуновскими бозонами     6.1.3. Нуклон-нуклонное взаимодействие в модели GBE 6.2. Кумулятивные процессы и мультибарионные степени свободы в ядрах 6.3. Ядерные силы на малых и промежуточных расстояниях 6.4. t- и s-канальные механизмы NN-взаимодействия 6.5. Дибарионный механизм рождения скалярного поля в NN-системе 6.5. Эффекты сильного σ-поля, окружающего шестикварковый мешок 6.7. Выводы Лекция 7. Дибарионная модель ядерных сил в системе двух нуклонов 7.1. Двухканальный формализм для описания NN-системы с учетом кварк-мезонных степеней свободы 7.2. Фазовые сдвиги NN-рассеяния и свойства дейтрона в дибарионной модели 7.3. Интерпретация дибарионного механизма с помощью возбужденной струны 7.4. Мезонные токи в ядрах 7.5. Выводы Лекция 8. Трехнуклонная система в рамках дибарионной модели ядерных сил 8.1. Tрехнуклонная система в рамках дибарионной модели 8.2. Новые трехчастичные силы в дибарионной модели и свойства трехнуклонной системы 8.3. Результаты расчетов трехнуклонных ядер в рамках дибарионной модели 8.4. Обзор современной ситуации с описанием короткодействующих компонент 2N- и 3N-сил 8.5. Выводы Лекция 9. Рождение скалярных мезонов в высокоэнергичных ядерных и адронных столкновениях. Дифотонная диагностика горячей материи 9.1. Различные источники скалярных σ-мезонов (дипионов) в столкновениях нуклонов и ядер 9.2. σ-мезон и ядерные силы 9.3. Восстановление киральной симметрии в плотной (или горячей) ядерной материи и в возбужденных адронах 9.4. Дифотоны и дилептоны в высокоэнергичных столкновениях 9.5. Выводы Лекция 10. Неупругие процессы в NN-соударениях. Дибарионные резонансы в процессах одно- и двухпионного рождения 10.1. О чем говорят неупругие процессы в NN-рассеянии 10.2. Пример: неупругие процессы в NN-канале 1D2 10.3. Традиционное описание процесса однопионного рождения pp → dπ+ 10.4. Учет промежуточных дибарионов в реакции pp → dπ+ 10.5. Описание реакции  pp → dπ+ с учетом дибарионных резонансов в трех доминирующих парциальных волнах 1D2P, 3P2D и 3F3D 10.6. Вклад промежуточных дибарионов в процессы упругого pp- и πd-рассеяния 10.7. Возможные проявления дибарионов в упругом pd-рассеянии на большие углы 10.8. Выводы Лекция 11. Дибарионные резонансы в процессах двухпионного рождения 11.1. Промежуточные дибарионы в процессах двухпионного рождения 11.2. Что такое ABC-эффект? 11.3. Дибарионная модель для реакции pn → d + (ππ)0 11.4. Спектры инвариантных масс при энергии √s = 2.38 ГэВ 11.5. Свойства σ-мезона, проявляющиеся при описании ABC-эффекта. восстановление киральной симметрии 11.6. Обобщение на случай реакции pd → 3He + (ππ)0 11.7. Переходы между различными дибарионными состояниями 11.8. Современный экспериментальный статус дибарионных резонансов 11.9. Кварковая структура и спектроскопия дибарионов 11.10. Выводы Заключительные замечания