2012 год - Сектор квантовой теории поля

Паспорт
Проекта Программы ОФН РАН
“Физика элементарных частиц,
фундаментальная ядерная физика и ядерные технологии”
1. Название Проекта.
Теория струн, конформная теория поля и теория гравитации.
2. Руководитель Проекта.
Академик РАН А. А. Старобинский и член-корр. РАН А. А. Белавин.
3. Участники Проекта (институты, организации, подразделения), общее количество научных сотрудников,
число молодых сотрудников до 35 лет.
Институт теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН.
Количество научных сотрудников: 17
Количество молодых сотрудников (до 35 лет): 6
4. Основные результаты работы по Проекту в 2012 году
(не более 1 страницы текста и одного рисунка).
Тема I
Исследование различных конформных теорий поля и более общих интегрируемых массивных теорий поля как
математического аппарата для вычисления корреляционных
функций в теории струн.
1 Исследован случай SU(r) калибровочной теории C^2/Z_p, которая соответствует определенной косетной
конформной теории поля и описаны свойства геометрического базиса. (А.А. Белавин, М.А. Берштейн, Б.Л.
Фейгин, А.В. Литвинов, Г.М. Тарнопольский).
2. Получены точные выражения для 4-х точечных конформных блоков в N=1 суперконформной теории поля с
полями Рамона. (А. Белавин, Б. Мухаметжанов).
3. Показано, что базис в пространстве локальных полей соответствующей Конформной теорий выражается
через полиномы Макдоналда для случая, в котором параметры q и t стремятся к корню из единицы
(А.А. Белавин, М.А. Берштейн, Г.М. Тарнопольский).
4. Предложено свободнополевое представление для форм факторов операторов потомков в модели БуллоуДодд. (О.В. Алексеев).
5. Определены и изучены представления квантовой тороидальной алгебры gl(n) с естественными базисами,
нумеруемыми плоскостными разбиениями с различными ограничениями. (Б. Фейгин).
6. Исследованы операторные резонансы в двумерных моделях Лиувилля, sh-Гордона и sin-Гордона. (М.Ю.
Лашкевич).
7. Представлено обобщение конструкции Борисова кирального комплекса де Рама для случая кирального
комплекса де Рама на гиперповерхности Калаби-Яау, твистованного линейным расслоением. (С.Е.
Пархоменко).
8. В квантовой теории синус-Гордона найдены точные выражения для аналогов конформных нуль векторных
полей в массивной ситуации. (М.Ю. Лашкевич, Я.П. Пугай).
9. Подготовлен к печати сборник работ по двумерной квантовой теории поля Ал. Замолодчикова
(А.А. Белавин, Я.П. Пугай, А.Б. Замолодчиков).
10. Путем изучения корреляторов степеней свободы калибровочной ``суперсимметричной'' модели Изинга на
кубической решетке установлена природа совокупности тех свободных полей, которые представляют систему
в критической точке. (С.Н. Вергелес).
11. Исследование топологии в импульсном пространстве распрoстранено на вакуум релятивистских квантовых
теорий поля. В частности получены топологические инварианты для решеточных моделей с Вильсоновскими
фермионами (Г.Е. Воловик).
12. Предложено использовать правило сумм, найденное Намбу в системах с Куперовским спариванием, для
исследования бозонов Хиггса в композитных моделях. Это правило сумм предсказывает существование
дополнительных бозонов Хиггса с определенными массами (Г.Е. Воловик).
13. Показанa аналогия с образованием адронов в вакууме квантовой хромодинамики в модели МИТ мешка, где
кварки образуют пузырек фальшивого вакуума (Г.Е. Воловик).
14. Проведено исследование излучения глюонов быстрыми партонами в когерентных цветных полях
образующихся в начальной стадии соударений релятивистских ядер (называемой глазма). Развит
квазиклассический формализм применимый для полей конечной протяженности. (Б.Г. Захаров).
15. В рамках пертурбативной КХД исследована зависимость ядерного фактора
модификации спектров частиц с большими p_{T} в соударениях ядер от массы начального партона.
(Б.Г. Захаров).
Тема II.
Изучение дуальной эквивалентности между конформными теориями поля и теорией гравитации. Разработка
струнных моделей теории квантовой гравитации и исследование их наблюдательных астрофизических и
космологических следствий.
1. Исследовано ренормгрупповое улучшение модели, в которой бозон Хиггса стандартной модели
элементарных частиц неминимально и сильно связан с гравитацией, вследствие чего он может одновременно
играть роль инфлатона в ранней Вселенной (А.Ю. Каменщик, А.А. Старобинский).
2. Ранее известная эквивалентность между инфляционными моделями в f(R) гравитации и в эйнштейновской
гравитации, взаимодействующей со скалярным (инфлатонным) полем с потенциалом, которое неминимально
связано с гравитацией, в пределе очень большой отрицательной константы связи обобщена на случай N=1
супергравитации (А. А. Старобинский) .
3. Проведено сравнительное изучение сингулярности Большого Торможения в классической и квантовой
космологии, используя модели со скалярным, тахионным и псевдотахионным полями.(А.Ю. Каменщик).
4. Дан обзор приложений техники спектральной дзета - функции на многообразиях с границами к задачам
квантовой гравитации и космологии (А.Ю. Каменщик).
5. Эффективная гравитация, возникающая в системах с топологически устойчивыми Вейлевскими точками,
использована для изучения космологического члена в биметрических теориях гравитации (Г.Е. Воловик).
6. Показано, что в многослойном графине реализуется анизотропный скейлинг, который был предложен в
теории квантовой гравитации. Полученo действие Гейзенберга-Эйлера для эффективной квантовой
электродинамики, возникающей в двухслойном и многослойном графине, и вычислена интенсивность
рождения Швингеровских пар (Г.Е. Воловик).
5. Публикации:
реферируемые журналы (включая работы, принятые к печати)
[1] A.A. Belavin, M.A. Bershtein, B.L. Feigin, A.V. Litvinov, G.M. Tarnopolsky,
"Instanton moduli spaces and bases in coset conformal field theory." Comm.Math Phys., doi 10.1007/s00220-0121603-z (2012).
[2] A. Belavin, B. Mukhametzhanov, “N=1 superconformal blocks with Ramond fields from AGT correspondence”,
ArXiv 1210.7454 (2012)
[3] A.A. Belavin, M.A. Bershtein, G.M. Tarnopolsky, Bases in coset conformal field theory from AGT
correspondence and Macdonald polynomials at the roots of unity, arXiv:1211.2788.
[4] O. Alekseev, Form factors of descendant operators in the Bullough-Dodd model. arXiv:1210.2818 [hep-th].
[5] B. Feigin, M. Jimbo, T. Miwa, E. Mukhin, ``Representations of quantum toroidal gl(n)'', arXiv:1204.5378 (2012).
[6] M. Lashkevich, ``Resonances in sinh- and sine-Gordon models and higher equations of motion in Liouville theory'',
J.~Phys. A: Math. Theor. 45 (2012) 455403.
[7] S.E. Parkhomenko, ``Fermionic screening currents and line bundle twisted chiral de Rham complex on CY
manifolds'', ЖЭТФ, т. {\bf 141}, вып.1, с. 47--55 (2012).
[8] M. Lashkevich, Y.Pugai, Form factors in sinh/sine-Gordon model, deformed Virasoro
algebra and Macdonald polynomials. Submitted for publication.
[9] Quantum field theories in two dimensions: Collected works pf Alexei Zamolodchikov. A. Belavin,
Y. Pugai, A. Zamolodchikov (editors). World Scientific Publishing Co.Pte. Ltd. 1045 pp. ISBN: 978-981-4324-07-6 9
(Vol. 1); ISBN: 978-981-4324-08-3 9 (Vol. 2).
[10] С.Н. Вергелес, ``Калибровочная «суперсимметричная» модель Изинга на кубической решетке вблизи
критической точки в представлении свободных полей'', ЖЭТФ, т. {\bf 96}, вып. 2, с. 128 -- 134 (2012).
[11] M.A. Zubkov and G.E. Volovik, Topological invariants for the $4D$ systems with mass gap,
Nucl. Phys. B , v. 860, pp. 295--309 (2012); arXiv:1201.4185.
[12] G.E. Volovik and M.A. Zubkov, Higgs bosons, t - quark, and the Nambu sum rule, arXiv:1209.0204.
[13] S. Autti, V. B. Eltsov, G.E. Volovik, “Bose analogs of MIT bag model of hadrons in coherent precession”,
Письма в ЖЭТФ, т. {\bf 95}, стр. 611--615 (2012); arXiv:1204.3423.
[14] P. Aurenche and B.G. Zakharov, "Parton energy loss in glasma", Phys. Lett. B in press, arXiv:1205.6462.
[15] B.G. Zakharov, "Nuclear modification factor for light and heavy flavors within pQCD and recent data from the
LHC", Письма в ЖЭТФ, {\bf 96}, (10), 688-692 (2012) [arXiv:1210.4148].
[16] A.O. Barvinsky, A.Yu. Kamenshchik, C. Kiefer, A.A. Starobinsky, C.F. Steinwachs, “Higgs boson,
renormalization group, and naturalness in cosmology, Eur. Phys. J C, v. 72, 2219 (2012).
[17] S.V. Ketov, A.A. Starobinsky, “Inflation and non-minimal scalar-curvature coupling in gravity and supergravity”,
J. Cosm. Astroph. Phys., v. 1208, 022 (2012); arXiv:1203.0805.
[18] A.Yu. Kamenshchik, S. Manti, “Classical and quantum Big Brake cosmology for scalar field and tachyonic
models”, Phys. Rev.D, v. 85, 123518 (2012); arXiv:1202.0174.
[19] G. Esposito, G. Fucci, A.Yu. Kamenshchik, K. Kirsten, “Spectral methods in quantum field theory and quantum
cosmology”, J. Phys. A, v. 45, 374004 (2012); arXiv:1202.1227.
[20] M.I. Katsnelson, G.E. Volovik, “Quantum electrodynamics with anisotropic scaling: Heisenberg-Euler action and
Schwinger pair production in the bilayer grapheme”, Письма в ЖЭТФ, т. 95, стр. 457--461 (2012); arXiv:1203.1578.
[21] M.I. Katsnelson, G.E. Volovik, M.A. Zubkov, “Heisenberg-Euler effective action and magnitoelectric effect in
multilayer graphene”,arXiv:1206.3973.
доклады на конференциях и школах
Конференция Classical and Quantum Integrable Systems, ОИЯИ, Дубна, Россия:
[1] Bershtein M. AGT correspondence, different compactifications of Moduli space and different bases in Coset CFT;
[2] Belavin A. Instantons and OPE in 2d CFT;
[3] Tarnopolsky G. Parafermionic Liouville field theory and instantons on ALE spaces.
Workshop on the AGT Conjecture, Bethe Forum, Бонн, Германия:
[4] M. Bershtein M. Instanton moduli spaces and coset CFT’s;
[5] A. Litvinov: Introductory lecture on AGT;
[6] A. Litvinov: AGT basis in CFT;
[7] G. Tarnopolsky Parafermionic Liouville field theory and instantons on ALE spaces;
[8] B. Muhametdzhanov, N=2 super Yang-Mills and superimmetric CFT.
Конференция Landau Days, 2012, 25-27 June, Chernogolovka:
[9] M. Bershtein , From deformed algebras to bases in 2d conformal field theory;
[10] A. Belavin:, Instantons, localization and Nekrasov~s partition function;
[11] Y. Pugai , Algebraic description of space of local fields in massive integrable perturbations of conformal field
theories;
[12] А.А. Старобинский, Recent results on dark energy and CMB fluctuations in the Universe.
[13] 6-е Международное спонтанное совещание по космологии "Горячие темы в современной космологии",
Каржез, Франция, 07-11.05.2012. А.А. Старобинский "Recent progress in f(R) gravity and cosmology".
[14] 3-я Московская международная конференция по сравнительной философии "Философия и наука в
культурах Востока и Запада", Москва, 21-26.05.2012. А.А. Старобинский: приглашенный пленарный доклад
"Recent radical change in basic concepts of fundamental physics and cosmology - from Universe to Meta-universe
(Multiverse)".
[15] Международная Гинзбурговская конференция по физике, Москва, 28.05-02.06.2012. А.А. Старобинский:
пленарный доклад "Dark energy: observational properties and theoretical modelling".
[16] 17-ый Международный семинар по физике высоких энергий "Quarks-2012", Ярославль, 04-10.06.2012.
А.А. Старобинский: пленарный доклад "Light neutrino masses in cosmological models based on f(R) gravity".
[17] Международная конференция "Относительность и гравитация - 100 лет после Эйнштейна в Праге",
Прага, Чехия, 25-29.06.2012. А.А. Старобинский: пленарный доклад "f(R) gravity - the most straightforward
generalization of the Einstein gravity".
[18] 3-я Международная конференция по квантовым теориям поля и ренормализационной группе в гравитации
и космологии IRGAC-2012, Парати, Бразилия, 29.07-03.08.2012. А.А. Старобинский "Cosmology of f(R) gravity".
[19] 3-я Российская школа-семинар по современным проблемам теории гравитации и космологии GRACOS2012, Казань-Яльчик, 03-07.09.2012. А.А. Старобинский: 2 лекции "Модели первичной и современной темной
энергии в F(R) гравитации".
[20] Международная конференция "Мультивселенная и фундаментальная космология" Multicosmofun-12,
Щецин, Польша, 10-14.09.2012. А.А. Старобинский: пленарный доклад "Stochastic inflation: local duration,
correlations and post-inflationary spatial topology".
[21] Международное совещание молодых ученых по физике пространства-времени де Ситтера, Ганновер,
Германия, 11-14.09.2012. А.А. Старобинский: "Non-perturbative effects in stochastic slow-roll inflation".
[22] Международная школа по теоретической физике им. В. М. Галицкого Национального исследовательского
ядерного университета МИФИ, п. Юность Московской обл., 24-29.09.2012. А.А. Старобинский: 4 лекции на
тему "Non-perturbative infrared dynamics of light scalar fields in the de Sitter and inflationary space-times".
[23] Международная конференция в честь 70-летия проф. Дж. Вентури BO11, Болонья, Италия, 01-02.10.2012.
А.А. Старобинский "Quantum field fluctuations in the de Sitter space-time".
[24] Международное совещание по космологии Montpellier12, Монпелье, Франция, 11-12.10.2012. А.А.
Старобинский "Exact de Sitter solutions with a non-constant scalar field in scalar-tensor gravity".
[25] Международный симпозиум RESCEU по общей теории относительности и гравитации JGRG22, Токио,
12-16.11.2012. А.А. Старобинский: пленарный доклад "Duration and decay branching ratios of stochastic inflation".
[26] Международный симпозиум Нишиномия-Юкава "Новые направления в гравитации и космологии", Киото,
04-06.12.2012. А.А. Старобинский "N-formalism and beyond".
[27] Международное совещание "Франция - Италия - Россия @ Дубна: Круглый стол по рубежам в
математической физике", Дубна, 16-18.12.2012. А.А. Старобинский "Quantum generation of non-trivial spatial
topology in post-inflationary universes".
- защита диссертаций
Подготовлена кандидатская диссертация (Алексеев О.В.), защита назначена на 29 декабря 2012.
-подготовка дипломных (бакалаврских, магистерских) работ
Подготовлена и защищена бакалаврская работа Сподынейко Л., Кафедра проблем теоретической физики
ФОПФ, МФТИ.
- публикации в средствах массовой информации и др.
6. Поддержка работы за счет грантов РФФИ, госконтрактов, внебюджетных и прочих средств.
1. РФФИ 11-02-00643 "Физические свойства первичной и современной темной энергии во Вселенной",
руководитель А. А. Старобинский, 2011-2013.
2. РФФИ 11-02-12232-офи-м-2011 "Геометрия и топология в обобщенных теориях гравитации, в современной
космологии, в теории струн и в квантовой теории поля", руководитель А. А. Старобинский, 2011-2012.
7. Адрес web-страницы Проекта.
http://qft.itp.ac.ru/grants.shtml
8. Ожидаемые результаты в 2013 г. (не более 0.5 стр.)
Тема 1.
1. Продолжение исследования соответствия между N=2 суперсимметричными калибровочными
теориями и двумерными конформными теориями поля.
2. Продолжение изучения моделей теории струн и гравитации.
3. Изучение форм факторов локальных полей в массивных двумерных интегрируемых моделях теории
поля.
4. Развитие алгебраических методов изучения пространства состояний в двумерных конформных теориях
поля и связанных моделях.
Тема 2.
1. Продолжение исследования струнных космологических моделей и их наблюдательных следствий.
2. Разработка и исследование новых наблюдательных тестов, которые дали бы возможность определить
полную локальную продолжительность инфляционной стадии и до-инфляционную историю окружающей нас
части Вселенной.
3. Дальнейшее развитие теории стохастической инфляционной стадии и анализ возникающей при этом
глобальной структуры пространства-времени ("Мета-Вселенная").
4. Исследование теорий гравитации с действием, зависящим от произвольных функций различных комбинаций
из тензора Римана и его производных вплоть до сколь угодно большого порядка включительно. Исследование
внешней и внутренней структуры черных дыр в таких теориях.
Руководители Проекта
Академик РАН
/А. А. Старобинский/
Член-корр. РАН
/А. А. Белавин/