Пошук фізики за межами Стандартної моделі в земних лабораторіях та в астрономічних об'єктах

Проєкт передбачає теоретичнi дослiдження елементарних частинок та полiв в рамках теорiй за межами Стандартної моделi (СМ) фізики частинок з метою пошуку та оцiнки ефектiв, якi вiдiгравали важливу роль в ранньому Всесвiтi, якi є суттєвими в астрофізичних об’єктах та при генерацiї космiчних променiв надвисоких енергiй, а також якi можна реєструвати на сучасних колайдерах. Заплановано оцiнки проявiв векторних частинок зi взаємодєю типу ЧернаСаймонса на сучасних прискорювачах. Особливо цiкавим є випадок легких довгоживучих частинок, що слабо взаємодiють з частинками СМ. Такi частинки з масою, меншою за масштаб електрослабкої взаємодії, можна шукати вже зараз на iснуючих колайдерах. Однак серед рiзних можливих модифiкацiй СМ не придiлялося необхiдної уваги розширенню СМ за рахунок додавання нових векторних бозонiв iз взаємодiєю типу Черна- Саймонса. Останнiми роками експериментальною базою дослiджень фiзики за межами Стандартної моделi стали багатоканальнi (електромагнiтне та гравiтацiйне випромiнювання, нейтриннi та космiчно-променевi посланцi)
астрономiчнi спостереження проявiв астрофiзичних процесiв за участi частинок з енергiями, що значно перевищують можливостi земних прискорювачiв. Космiчнi прискорювачi проявляются в реєстрацiї гама-фотонiв та нейтрино ПеВних енергiй, космiчних променiв субЗеВних (E>10**20 еВ) енергiй. Зокрема, деякі спостережувані мультиТеВнi фотони та нейтрино можуть бути продуктами розпаду слабко-взаємодiючих масивних частинок темної матерiї, а субЗеВнi протони - продуктами розпаду надмасивних частинок з енергетичним масштабом порядку Теорiї Великого Обєднання (ТВО, E=1025 еВ), випромiнених
каспами космiчних струн чи розпадами надмасивних довгоживучих частинок темної матерiї. В роботi будуть розрахованi очiкуванi потоки та спектри продуктiв розпаду надмасивних частинок та проведено аналiз спостережень детекторами-обсерваторiями космiчних променiв, гама- та нейтринного випромiнювання екстремально високих енергiй на предмет виявлення чи встановлення обмежень на параметри надмасивних частинок за межами СМ. Один iз кандидатiв у темну матерiю за межами СМ виникає в гравiтацiйному секторi як модифiкована гравiтацiя з лагранжiанами типу f(R). Перевага цього варiанту темної матерiї полягає в тому, що вона виникає тут через додатковий ступiнь вiльностi (скалярон) у метрицi та, за будовою, має повнiстю фiксованими всi взаємодiї з полями матерiї, а маса скалярона є єдиним вiльним параметром моделi. Ми продовжимо дослiдження цiєї моделi, розпочатi у наших попереднiх роботах. Зокрема, будуть обчисленi холодний i теплий компоненти
темної матерiї та її ентропiйнi збурення, а також проаналiзовано випромiнювання вiд її розпаду. Природне питання, шо виникає при розглядi розширень СМ, в тому числi, при розглядi модифiкованої гравiтацiї, пов’язане з їх проявами в релятивiстських
астрофiзичних об’ єктах, якi можна було б спостерiгати сучасними й перспективними багатоканальними детекторами-обсерваторіями. У цьому зв’язку ми плануємо вивчити властивостi сферично- симетричних конфiгурацiйдля нових загальних типiв скалярно-польових потенцiалiв, якi виникають в f(R) гравiтацiї (зокрема, для дiї Старобiнського та варiантiв, що приводять до hill-top потенцiалiв скалярона), а також в моделях з нелiнiйними скалярними полями. Також ми плануємо проаналiзувати стiйкiсть конфiгурацiй з голими сингулярностями, якi тут виникають, вiдносно лiнiйних збурень.