СЛАБИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НА ЕЛЕМЕНТАРНИТЕ ЧАСТИЦИ
ст. н. с. II ст. М.В.Чижов
Анотация
Курсът лекции е посветен на основите на теорията и феноменологията
на слабите взаимодействия на елементарните частици. Той е предназначен
за студентите ФЯЕЧ от 4 курс VIII семестър. В курса са разгледани
въпросите по нарушаване на основните симетрии във физиката: P- и
CP-четност, а също симетрията на вакуума. Основна цел на курса е
да представи стандартния модел от изчислителна гледна точка и
придобиване на практически умения за пресмятане на вероятности и
сечения във физиката на елементарните частици. Този апарат намира широко
приложение както във физиката на елементарните частици така и в
астрофизиката и космологията на ранната Вселена.
Във връзка с това, че някои основни моменти на физиката на слабото
взаимодействие все още не са разбрани до край или нямат експериментално
подтвърждение, се обръща особено внимание на най-съвременните
експериментални данни.
Исторически бележки: от beta-радиоактивността до V-A теориите.
Структура на слабите токове.
1. Теорията на Ферми. Преходи на Ферми и Гамов-Телер.
2. Нарушение на четността. Теория на двукомпонентното неутрино.
3. V-A взаимодействие. Два типа неутрино.
Лептонни и полулептонни разпади. Кваркова структура на адроните.
4. Разпад на мюона. Преобразование на Фирц-Мишел. Константа на Ферми.
5. Пионни разпади. G-инвариантност. Хипотеза за съхранение на
векторния ток (CVC).
6. Нуклеонни разпади. Хипотеза за частично съхранение на аксиалния
ток (PCAC). Съотношение на Голдбергер-Трейман.
7. Разпади на странните частици. Смесване на Кабибо.
Нелептонни разпади. Правило Delta T = 1/2.
8. Начално взаимодействие на кварките. Правило |Delta S| < 2.
9. Отчитане на ефекта от твърдите глюони. Правило Delta T = 1/2.
10. GIM механизм. Предсказание на c-кварка. Анихилационен механизм.
11. Пълен ефективен лагранжиан, описващ нелептонните разпади на
странните частици. Изчисляване на матричните елементи.
Система на неутралните каони. Интерференчни явления.
12. Феноменология на Ko1-Ko2 смесване. Основни параметри.
13. Разлика на масите на Ko1 и Ko2. Оценка на масата на c-кварка.
14. Регенерация. Знак на масовата разлика на Ko1 и Ko2.
CP-инвариантност и нейното нарушение. Матрица на Кобаяши-Маскава (KM).
15. Нарушение на CP-инвариантноста в разпадите на неутралните каони.
Параметри epsilon и epsilon'.
16. Модели на CP-нарушение. Електричен диполен момент на неутрона.
17. Матрица на КМ и CP-нарушението. t-кварк.
Разпади на тежките лептони и адрони. Експериментални ограничения на
параметрите на матрицата на смесване.
18. Разпади на tau-лептона. Универсалност на взаимодействията.
19. Разпади на тежките адрони. Роля на виртуалните глюони.
20. Унитарна матрица на смесване - общ вид. Експериментални
ограничения върху ъглите на смесване и фазата.
21. Масова матрица на Фритцш. Максимално разредени матрици.
Слабите взаимодействия в процесите на разсейване. Заредени токове.
22. Дълбоко нееластично разсейване на лептоните с нуклеоните.
Структурни функции. Скейлинг.
23. Партонен модел. Съотношение на Калан-Грос.
24. Експериментална проверка на кварк-партонен модел. Правила за сумиране.
25. Квазиеластично разсейване на лептоните с нуклеоните. Нуклеонни формфактори.
26. Моменти на структурните функции. Уравнение на Алтарели-Паризи.
Нарушаване на скейлинга.
Модел на Глешоу-Вайнберг-Салам. Пренормируемост.
27. Калибровъчна инвариантност. Теория на Янг-Милс.
28. Спонтанно нарушение на симетрия. Хигсов механизм.
29. Стандартен модел на електрослабото взаимодействие. Хигсови частици.
Неутрални токове. P-нечетна асиметрия.
30. Инклузивно разсейване на неутриното. Откриване на неутралните токове.
31. Еластично разсейване на неутриното с нуклеоните.
32. Еластично разсейване на неутриното с електроните.
33. P-нечетната асиметрия в процесите на дълбоко нееластично
разсейване на поляризираните лептони с нуклеоните.
Проверка на стандартния модел на електрослабото взаимодействие.
Раждане на калибровъчните бозони.
34. Процес на Дрел-Ян. Раждане на W- и Z-бозони в адронните реакции.
35. Разпади на W- и Z-бозоните. Брой на типове леки неутрино.
36. Параметри на стандартния модел и тяхното определяне в експериментите на LEP.
37. Търсене на нови частици. Ограничения върху масите на хигсовите бозони.
Литература
1. Kallen G. Elementary particle physics.-Reading,
Massachusetts:Addison-Wesley, 1964
Челлен Г. Физика элементарных частиц.-М.:Наука,1966
2. Окунь Л.Б. Лептоны и кварки.-М.:Наука,1981
3. Marshak R.E.,Riazuddin,Ryan C.P. Theory of weak interactions
in particle physics.-New York:Wiley-Interscience,1969
4. Gaillard J.M.,Gaillard M.K.,Haidt D.,Jauneau L.,Nachtman O.,
Pietschmann H.,Vannucci F. Weak interactions Ed. by M.K.Gaillard and
M.Nikolic.-Paris:Institut National de Physique Nucleaire et de Physique
des Particules, 1977
Слабые взаимодействия Под ред. М.К.Гайар и М.Николича.-М.:
Энергоатомиздат, 1984
5. Биленький С.М. Лекции по физике нейтринных и лептон-нуклонных
процессов.-М.:Энергоиздат,1981
6. Волошин М.Б.,Тер-Мартиросян К.А. Теория калибровочных
взаимодействий элементарных частиц.-М.:Энергоатомиздат,1984
7. Cheng T.-P.,Li L.-F. Gauge theory of elementary particle
physics.-Oxford:Clarendon Press, 1984
Ченг Т.-П.,Ли Л.-Ф. Калибровочные теории в физике элементарных частиц.-
М.:Мир,1987
Сподели с приятели: |