Comisia de atestare
Comisia de acreditare
Comisiile de experţi
Dispoziţii, instrucţiuni
Acte normative
PREGĂTIREA CADRELOR
Nomenclator
Instituţii
Consilii
Seminare
Teze		 Conducători de doctorat
Deţinători de grad
Doctoranzi
Postdoctoranzi
CNAA logo

 română | русский | english


versiune pentru tipar

01.04.02 – Programa examenului de doctorat : Fizica particulelor elementare


Recomandări metodice generale

Acest curs este dedicat fizicii particulelor elementare. El este dedicat studului teoretico-experimental al transformarilor particulelor elementare in interacţiuni electromagnetice, slabe şi tari. Prin particulă se subânţeleg specii de particule elementare , ca electronul, protonul, neutronul, fotonul etc. In tabloul semiclasic se folosesc numere cuantice ce reprezintă aceste particule. Ele sunt clasificate conform teoriilor simetriilor locale ale campurilor ce reprezintă aceste particule.

O deosebită atenţie este acordată teoriei interacţiunilor tari (puternice) ale cromodinamicii cuantice , în care quark-urile colorate, presupuse ca formănd un triplet de culoare SU(3,c), interacţionează prin gluoni coloraţi (fară aromă), cuante ale unui câmp vectorial de etalonare neabelian, care se transformă ca reprezentare adjunctă (octet) a grupului de culoare SU(3,c). Idea esenţială formulată de Wainberg (1973) şi Fritysh - Gell-Mann (1973) este faptul că simetria de culore corespunde unei simetrii locale. Faptul că interacţiunile tari au loc exclusiv în sectorul culoare implică ortogonalitatea grupului de etalonare SU(3,c) faţă de grupul de etalonare al interacţiunilor electro-slabe SU(2)XU(1).

Conţinutul cursului

  1. Analiza generală a particulelor elementare si proprietaţile lor
    1. Tabelul particulelor elementare: leptonii, mezonii, barionii, rezonanţele barionice şi mezonice. Numerele cuantice ale particuleleor elementare: masa, spinul, timpul de viată, paritatea, paritatea de sarcină, izospinul, stranietatea, paritatea de sarcină, G - paritatea.
    2. Dezintegrarea particuleleor. Dezintegrări slabe, electromagnetice şi puternice. Timpul caracteristic şi lăţimea liniei de desintegrare în cele trei tipuri de interacţiuni. Reguli de selecţie empirice, bazate pe conservarea sarcinii: electrice, barionice, leptonice, mezonice, hipersarcinii ori stranietăţii.
  2. Simetria particulelor elementare
    1. Grupa Puancare, Spinul şi spiralitatea, simetrii discrete C, P, T. Utilizarea formalismului spirală pentru descrierea particuleleor cu spinul înalt.
    2. Invarianţa izotopică a interacţiunilor puternice, G - paritate.
    3. Proprietăţile izotopice ale interacţiunilor electromagnetice. Corespondenţa izotropică între momentele magnetice ale hiperonilor, corespondenţa între amplitudinile de foto creare şi amplitudinile de dezintegrare radiativă a rezonanţelor.
    4. Simetria SU(3) a interacţiunilor puternice. Clasificarea particuleleor elementare după tabloul reprezentărilor grupului SU(3). Violarea simetriei SU(3) - şi formulele de masa . Corespondenţa între probabilităţile diferitor procese, ce rezultă din simetria SU(3), dezintegrările rezonanţelor bosonice şi celor binare. Violarea simetriei unitare în procesele de împraştiere (difuzie). Modelul cuarcilor, particule cu arome. Întroducerea culorilor. Ipoteza Gluonică.
    5. Interacţiuni slabe şi electromagnetice în simetria unitară. Corespondenţa între vârfurile de intercţiune electromagnetică şi probabilitatea tranziţiilor fisiunilor radiative. Dezintegrarea electromagnetică a masei. Structura unitară a interacţiunilor slabe.
  3. Dinamica interacţiunilor puternice şi electromagnetice
    1. Împrăştierea KN şi πN: date experimentale, analiza de fază, rezonanţe. Relaţiile de dispersie, constanta f2 . Ecuaţia Chew-Low, ecuaţia metodei N/D.
    2. Fotocrearea π - mesonilor şi a rezonanţelor pe nucleoni, descompunerea multipolară. Datele experimentale despre fotocreare. Dominanţa vectorială. Crearea rezonanţelor adronice în fluxuri contrare е+е--. Testarea simetriei unitare la amestecul ω-φ. Mărimea raportului R, domeniul în vecinatatea J/ψ şi noi quark-uri grei. Spectroscopia quark-urilor grei.
    3. Datele experimentale despre crearea particulelor în ciocnirile NN şi πN. Mecanismele de creare difracţionale şi multiperiferice. Termenii cu singularităţi în amplitudinea de creare. Definiţia caracteristicilor interacţiunilor ππ prin metoda Chew-Low.
    4. Împrăştierea electronilor pe nucleoni şi formfactorii electromagnetici ai nucleonilor. Datele experimentale, formula Rozenbliut, relaţiile de dispersie pentru formfactor. Împrăştierea neelastică adînca. Modelul parton, invarianţa de proporţie.
    5. Curenţii în fizica particulelor elementare, relaţiile de comutare pentru curenţi, curenţi ce se conservă, curenţi electromagnetici şi slabi, algebra curenţilor SU(2) x SU(2) şi SU(3) x SU(3) şi realizarea lor în teoria cămpului. Conservarea parţială a curentului axipolar, aproximaţia pionilor moi, regula sumelor lui Adler-Weisberg. Identităţile anomale ale lui Ward şi realizarea lor în teoria câmpului.
    6. Cromodinamica cuantică şi libertatea asimtotică a interacţiunilor puternice. Violarea schelengului în împrăştierile inelastice adînci. Anihilarea е+е— în hadroni. Studiul gluonilor duri şi evenimente multistrunice. Proces Drell - Yang.
    7. Regula sumelor în cromodinamica cuantică şi spectroscopia adronilor.
  4. Interacţiuni slabe
    1. Interacţiunia universală V-А. Curenţii cu ΔS ≠ 0, unghiul Cabibbo. Conservarea stranietăţii în curenţii neutri, ipoteza simetriei dupleţilor leptonici şi din quark-uri. Ipoteza bozonilor intermediari. Introducerea cearmului, mecanismul GIM a lui Higgs. Modelul Weinberg-Salam. Unghiul Weinberg. Curenţi neutri.
    2. Consecinţe ale interacţiunii universale V-А la energii mici. Schema octetă a lui Cabibbo. Împrăştierea υe şi dezintegrarea μ,. Dezintegrarea β şi dezintegrarea leptonică a hadronilor.
    3. Dezintegrarea neleptonică a hadronilor. Regula ΔТ = Ѕ şi generalizarea ei. Conservarea curenţilor sectoriali, ipoteza РСАС şi consecinţele ei. Relaţia Holdenberg - Treiman. Amplificarea octetă în cromodinamica cuantică.
    4. Dezintegrarea mezonilor neutri К şi violarea invarianţei СР. Fenomenologia dezintegrării mezonilor К: formalismul Weisskopf-Wigner, corelaţia unitară la dezintegrarea în doi pioni, triunghiul Wu - Yang, dezintegrarea leptonică. Neconservarea СР şi Т în dezintegrarea kaonilor neutri. Efecte de interferenţă la dezintegrarea mezonilor Ко.
    5. Interacţiuni slabe la energii înalte. Reacţii cu neutrino. Descrierea în limita modelului de partoni. Invarianţa aproximativă de scară.
  5. Interacţiuni puternice la energii inalte
    1. Revista datelor experimentale despre împrăştierea şi crearea particulelor la energii înalte, comportamentul secţiunilor totale, diferenţiale, procese cu schimbare de sarcină. Secţiuni inclusive de creare, spectre, mutiplicitate. Invarianţa aproximativă de scară.
    2. Restricţii severe la comportamentul amplitudinii de împrăştiere la energii înalte. Restricţiile Fruassar, teorema Pomeranciuk.
    3. Fenomenele de difracţie la energii înalte. Singularităţile Roge şi resonanţele. Asimptotica Roge şi procese multiperiferice. Pomeron. Aproximaţiile euconale şi modelul cuasipotenţial. Modelul Roge pentru procese inclusive.
    4. Procese cu valori Р mari. Contorul de quark-uri. Folosirea modelului cu quark-uri.

Literatura de specialitate

  1. Andezej Derdzinski. Geometry of the Standart Mopdel of Elementary Particles. Springer-Verlag, 1992.
  2. Ю.В.Новожилов. Введение в теорию элементарных частиц. М., Наука, 1972.
  3. С.Газиорович. Физика элементарных частиц. М., Наука, 1969.
  4. Л.Б.Окунь. Слабые взаимодействия элементарных частиц. М., Физматгиз, 1963.
  5. Р.Фейнман.Взаимодействие фотонов с адронами. М., Мир, 1975.
  6. В.А.Мещеряков, В.В.Серебряков, Д.В.Ширков. Дисперсионные теории сильных свзаимодействий. М., Наука, 1967.
  7. Р.Иден. Соударения элементарных частиц при высокой энергии. М., Наука, 1970.
  8. C.Трейман, Р.Джекиев, Д.Гросс. Лекции по алгебре токов. М., Атомиздат, 1977.
  9. Г.Челлен. Физика элементарных частиц. М., Наука, 1966.
  10. К.Нишиджима. Фундаментальные частицы. М., Мир, 1965.
  11. Л.Б.Окунь. Кварки и лептоны. М., Наука, 1981.
  12. Л.Б.Волошин, К.А.Тер-Мартиросян. Теория калибровочных взаимодействий элементарных частиц. М., Энергоатомиздат, 1984.

Bibliografie suplimentară

  1. Н.Н.Боголюбов. Теория симметрии элементарных частиц. Сб.: «Физика высоких энергий и теория элементарных частиц». Киев, Наукова думка, 1967.
  2. Нгуен Ван Хьеу. Лекции по теории унитарной симметрии элементарных частиц. М., Атомиздат, 1967.
  3. Сборник «Калибровочные поля». М., 1977 (обзор А.Аберса и Б.Ли).
  4. С.Адлер, Р.Дашен. Алгебра токов. М., Мир, 1970.
  5. Дж.Вернстейн. Элементарные частицы и их токи. М., Мир, 1970.
  6. В.Г.Кадышевский, А.Н.Тавхелидзе. Квазипотенциальный метод. Сб.: «Проблемы теоретической физики». М., Наука, 1969.