КРАТКИЙ ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ОТЧЕТ НАУЧНОГО ПРОЕКТА ПО

КРАТКИЙ ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ОТЧЕТ НАУЧНОГО ПРОЕКТА ПО
ГРАНТОВОВМУ (ПРОГРАММНО-ЦЕЛЕВОМУ) ФИНАНСИРОВАНИЮ
Название Проекта: Звезды с нетривиальной топологией в центре.
Сроки выполнения Проекта: 2012 - 2014 гг.
Место исполнения Проекта: Институт фундаментальных исследований, ЕНУ имени
Л.Н.Гумилева
Объем финансирования: 8000,0 тыс. тенге
Руководитель Проекта: Арынгазин А.К.
ОТЧЕТНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПРОЕКТА В НЕПЛАТНЫХ РЕЙТИНГОВЫХ
ЖУРНАЛАХ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТА С ГРАНТОЗАКРЫВАЮЩИМИ
РЕЗУЛЬТАТАМИ
1. Отчетные публикации (в неплатных рейтинговых журналах и другие)
Конференции:
1. В. Джунушалиев, конференция “Encountros Relativistas Espanoles 2013”, 08-13 сентября,
2013, Benasque, Испания. Тема доклада: “A modified gravity from metric quantum
fluctuations”.
2.
В. Джунушалиев, конференция “XI-th International Conference on Gravitation,
Astrophysics and Cosmology of Asia-Pacific Countries”, Казахский национальный
университет им. Аль-Фараби, Алматы, Казахстан, 1-5 октября 2013. Тема доклада: “A
modified gravity theories from the quantum fluctuations of metric”.
3. В. Джунушалиев, В. Фоломеев, конференция “Frontiers of Fundamental Physics 14”, 1518 июля, 2014, Марсель, Франция. Тема доклада: “Damping of gravitational waves in the
nonperturbative spinor vacuum”.
4. В. Джунушалиев, конференция “10th International Conference on Clifford Algebras and
their Applications in Mathematical Physics”, 4-9 августа, 2014, Тарту, Эстония. Тема
доклада: “Nonassociative generalization of supersymmetry”.
5. В. Джунушалиев, В. Фоломеев, Ю. Кунц, Б. Клейхаус, конференция “NEB 16 - Recent
Developments in Gravity”, 17-20 сентября, 2014, Миконос, Греция. Тема доклада: “Modified
gravity from the quantum part of the metric”.
Статьи:
1. Dzhunushaliev V., Folomeev V., Kleihaus B. and Kunz J. Mixed neutron star-pluswormhole systems: Equilibrium configurations // Phys. Rev. - 2012. - V. D85:124028. - 14 p.
2. Folomeev V. Chameleon stars supported by a cosmological scalar field // Phys. Rev. 2012. - V. D86:063008. - 11 p.
3. Dzhunushaliev V., Folomeev V., Kleihaus B. and Kunz J. Mixed neutron-star-pluswormhole systems: Linear stability analysis // Phys. Rev. - 2013. - V. D87:104036. - 12 p.
4. Folomeev V., Aringazin A. and Dzhunushaliev V. Chameleon dark matter stars //
Phys. Rev. - 2013. - V. D88:063005. - 9 p.
5. V. Dzhunushaliev, V. Folomeev, B. Kleihaus, J. Kunz, and E. Radu, Rotating
wormholes in five dimensions // Phys. Rev. - 2013. - V. D88:124028. - 15 p.
6. Dzhunushaliev V., Folomeev V., Kleihaus B. and Kunz J. Quantum torsion with nonzero standard deviation: non-perturbative approach for cosmology // Phys. Lett. - 2013. - V.
B719. -P. 5-8.
7. Dzhunushaliev V., Folomeev V., Kleihaus B. and Kunz J. Hiding a neutron star inside
a wormhole // Phys. Rev. - 2014. - V. D89:084018. - 14 p.
8. Folomeev V. and Dzhunushaliev V. Wormhole solutions supported by interacting dark
matter and dark energy // Phys. Rev. -2014. -V. D89:064002. - 11 p.
2. Цели и задачи проекта
Цель: Построение моделей смешанных компактных астрофизических объектов,
образованных обычным/темным веществом и различными скалярными полями.
Задачи:
1. Исследование статических конфигураций, состоящих из обычного
(политропного) вещества и экзотической материи;
2. Выполнение анализа стабильности предлагаемых конфигураций;
3. Рассмотрение процессов, связанных с возможным движением вещества вдоль
тоннеля кротовой норы;
4. Выполнение сравнения предлагаемой модели с известными моделями звезд с
целью выявления отличительных особенностей предлагаемой конфигурации, которые
могут быть наблюдаемы астрономическими методами.
3. Грантозакрывающие результаты
1.
Исследованы смешанные бозон-фермионные гравитирующие объекты с
нетривиальной топологией пространства-времени, состоящие из нейтронного вещества,
заполняющего кротовую нору. Нейтронное вещество моделировалось политропным
уравнением состояния. Наличие нетривиальной топологии обеспечивается либо
безмассовым духовым скалярным полем, либо полем с потенциальной энергией. Для
таких конфигураций найдены статические сферически-симметричные регулярные
решения с конечными размерами. Рассчитаны различные физические характеристики
систем (массы, размеры, распределение вещества по радиусу и т.д.). Для всех
конфигураций анализ линейной стабильности показал их нестабильность относительно
радиальных возмущений. Продемонстрированы специфические эффекты, связанные с
наличием в системе нетривиальной топологии, которые могут быть наблюдаемы
астрономическими методами.
2.
Рассмотрены
статические
сферически-симметричные
равновесные
конфигурации с тривиальной и нетривиальной топологией, образованные
обычной/темной материей, неминимально взаимодействующей со скалярным полем.
Функция неминимального взаимодействия либо определялась исходя из космологических
наблюдений, либо выбиралась из общих теоретико-полевых соображений. Для
рассмотренных систем оценивался эффект влияния неминимальной связи на физические
свойства компактных объектов. Выявлены отличия такого рода конфигураций от систем,
рассматриваемых в литературе.
3.
Исследованы вращающиеся 5-мерные лоренцевы КН с духовым скалярным
полем. Полученные решения обладают равными моментами импульса на двух концах и
описывают системы с когомогенностью 1. Показано, что для заданного размера
горловины моменты импульса ограничены величиной, соответствующей экстремальным
черным дырам Майерса-Перри. Выяснено, что по мере роста момента импульса,
горловина становится сильно деформированной. Анализ линейной стабильности показал,
что нестабильная мода статических КН исчезает в случае, когда момент импульса
превосходит некоторое критическое значение.
4. Выводы проекта (теоретический и практический вклад, рекомендации)
Полученные результаты могут применяться при описании структуры и физических
свойств компактных конфигураций типа звезд, включая объекты с нетривиальной
топологией пространства-времени и неминимальным взаимодействием между веществом
и полем. Они являются базисом для продолжения исследований в этих направлениях,
которые планируется выполнять в процессе реализации следующего проекта.
Предложенные модели могут быть также применены для рассмотрения более общих
задач. Данные результаты относятся к фундаментальным исследованиям в области
космологии и астрофизики. Они могут быть использованы при чтении соответствующих
курсов студентам и магистрантам-физикам.
ГЛОССАРИЙ
ТЕМНАЯ ЭНЕРГИЯ – гипотетическая субстанция, однородно заполняющая Вселенную и
ответственная за ее ускоренное расширение.
ТЕМНАЯ МАТЕРИЯ – одна из форм вещества во Вселенной, взаимодействующая с
другими типа материи только гравитационно.
КРОТОВАЯ НОРА – компактная гравитирующая конфигурация с нетривиальной
топологией пространства-времени.
УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ – заданное соотношение между плотностью энергии (массы)
и давлением вещества.
ХАМЕЛЕОНОВАЯ КОСМОЛОГИЯ – теория эволюции современной Вселенной, в
которой обычное (барионное) вещество и космологическое скалярное поле
взаимодействуют напрямую посредством неминимальной связи.