ИСТИНА

Цель работы - теоретические исследования возможных проявлений и подготовка предложений по обнаружению частиц темной материи в перспективных экспериментах на коллайдерах, получение новых более жестких ограничений на свойства частиц темной материи в рамках существующих и новых моделей их взаимодействий. Разработка квантовых теоретико-полевых методов описания частиц в сильных гравитационных полях и учет квантовых эффектов в теориях c нетривиальной топологией.

х

Получена регрессионная условная нейросетевая модель, позволяющая восстановить полную кинематику коллайдерного события с рождением двух и более нерегистрируемых частиц ТМ и нейтрино и заметно повысить точность выделения сигналов ТМ; проведена количественная оценка эффективности применения созданной модели для процессов с ассоциативным рождением топ-кварка и ТМ. Исследовано проявление сигналов ТМ в различных кинематических областях с учетом моделирования отклика детекторов будущих коллайдеров; изучены поправки к распадам виртуального фотона и Z0-бозона на два тяжелых кваркония как в рамках СМ, так и в рамках некоторых сценариев с ТМ. Получены ограничения на массы и смешивания в расширенных моделях seesaw; проведено моделирование эффектов осцилляций стерильных майорановских нейтрино в процессах на БАК, таких как рождение лептонных пар и двух струй в режиме высокой светимости коллайдера. Для различных моделей ТМ в программе micrOMEGAs реализованы инструменты проверки на соответствие результатам экспериментов по регистрации антипротонов в околоземном космическом пространстве. Развито квантовое теоретико-полевое описание скалярных частиц в зависящем от времени гравитационном поле коллапсаров. Изучен процесс перепутывания космических струн при их близком пролете. Построена инфляционная модель со скалярным полем и членом Гаусса-Бонне, допускающая рождение первичных черных дыр. Получено решение и найдено распределение статического дилатонного поля, создаваемого магнитодипольным электромагнитным излучением пульсаров и магнетаров. На основе проведенного численного моделирования процессов ассоциативного рождения ТМ, топ-кварка, бозона Хиггса и фоновых процессов получены ожидаемые ограничения на параметры моделей ТМ, получена оценка чувствительности различных каналов таких процессов к сигналу ТМ. Проведена оценка областей параметров актуальных моделей, доступных для наблюдения на будущих коллайдерах с учетом последних коллайдерных и астрономических данных. В рамках некоторых сценариев с ТМ вычислены поправки к распадам прелестных мезонов на кварконий и лептонную пару и к распадам прелестных мезонов на кварконий и фотон. Изучены возможности идентификация наиболее легкого стерильного нейтрино как частицы ТМ, генерируемой за счет взаимодействия с инфлатоном; проверены возможности регистрации радиационных распадов майорановских нейтрино при помощи орбитальных радиометров/телескопов. Предложены новые расширения СМ, содержащие новые частицы, являющиеся перспективными кандидатами на роль ТМ; для исследования новых моделей применяется пакет micrOMEGAs с использованием реализованных улучшений. Найдены точные решения для заряженного спинорного поля в метрике сферически-симметричной черной дыры; развито квантовое теоретико-полевое описание спинорных частиц в зависящем от времени гравитационном поле коллапсаров. Изучен процесс перезамыкания космических струн при их столкновении. Построена инфляционная модель F(R,G) гравитации без скалярных полей, полученная из модели F(R) гравитации добавлением в действие скаляра Гаусса-Бонне G. В построенной модели, согласованной с данными астрономических наблюдений, рассмотрено рождение первичных черных дыр и вычислен их вклад в плотность ТМ. Найдено уравнение Гамильтона-Якоби и получено его решение для электромагнитных волн, распространяющихся через дилатонное гало пульсаров и магнетаров; вычислены угол искривления лучей и временная задержка электромагнитного импульса при его распространении в дилатонном поле пульсаров и магнетаров.

Успешно выполнены 3 договора по программе НЦФМ в 2021-2025 гг. по направлению данной работы.

Получена регрессионная условная нейросетевая модель, позволяющая восстановить полную кинематику коллайдерного события с рождением двух и более нерегистрируемых частиц ТМ и нейтрино и заметно повысить точность выделения сигналов ТМ; проведена количественная оценка эффективности применения созданной модели для процессов с ассоциативным рождением топ-кварка и ТМ. Исследовано проявление сигналов ТМ в различных кинематических областях с учетом моделирования отклика детекторов будущих коллайдеров; изучены поправки к распадам виртуального фотона и Z0-бозона на два тяжелых кваркония как в рамках СМ, так и в рамках некоторых сценариев с ТМ. Получены ограничения на массы и смешивания в расширенных моделях seesaw; проведено моделирование эффектов осцилляций стерильных майорановских нейтрино в процессах на БАК, таких как рождение лептонных пар и двух струй в режиме высокой светимости коллайдера. Для различных моделей ТМ в программе micrOMEGAs реализованы инструменты проверки на соответствие результатам экспериментов по регистрации антипротонов в околоземном космическом пространстве. Развито квантовое теоретико-полевое описание скалярных частиц в зависящем от времени гравитационном поле коллапсаров. Изучен процесс перепутывания космических струн при их близком пролете. Построена инфляционная модель со скалярным полем и членом Гаусса-Бонне, допускающая рождение первичных черных дыр. Получено решение и найдено распределение статического дилатонного поля, создаваемого магнитодипольным электромагнитным излучением пульсаров и магнетаров. На основе проведенного численного моделирования процессов ассоциативного рождения ТМ, топ-кварка, бозона Хиггса и фоновых процессов получены ожидаемые ограничения на параметры моделей ТМ, получена оценка чувствительности различных каналов таких процессов к сигналу ТМ. Проведена оценка областей параметров актуальных моделей, доступных для наблюдения на будущих коллайдерах с учетом последних коллайдерных и астрономических данных. В рамках некоторых сценариев с ТМ вычислены поправки к распадам прелестных мезонов на кварконий и лептонную пару и к распадам прелестных мезонов на кварконий и фотон. Изучены возможности идентификация наиболее легкого стерильного нейтрино как частицы ТМ, генерируемой за счет взаимодействия с инфлатоном; проверены возможности регистрации радиационных распадов майорановских нейтрино при помощи орбитальных радиометров/телескопов. Предложены новые расширения СМ, содержащие новые частицы, являющиеся перспективными кандидатами на роль ТМ; для исследования новых моделей применяется пакет micrOMEGAs с использованием реализованных улучшений. Найдены точные решения для заряженного спинорного поля в метрике сферически-симметричной черной дыры; развито квантовое теоретико-полевое описание спинорных частиц в зависящем от времени гравитационном поле коллапсаров. Изучен процесс перезамыкания космических струн при их столкновении. Построена инфляционная модель F(R,G) гравитации без скалярных полей, полученная из модели F(R) гравитации добавлением в действие скаляра Гаусса-Бонне G. В построенной модели, согласованной с данными астрономических наблюдений, рассмотрено рождение первичных черных дыр и вычислен их вклад в плотность ТМ. Найдено уравнение Гамильтона-Якоби и получено его решение для электромагнитных волн, распространяющихся через дилатонное гало пульсаров и магнетаров; вычислены угол искривления лучей и временная задержка электромагнитного импульса при его распространении в дилатонном поле пульсаров и магнетаров.