Wstęp do fizyki cząstek elementarnych I

Celem I-szej części wykładu specjalistycznego z fizyki cząstek jest dostarczenie podstawowych informacji o tej dziedzinie fizyki takich jak terminologia, opis liczb kwantowych i metody ich pomiaru, zasady zachowania, wybrane ważne zjawiska i doświadczenia, fizyka detektorów

Pierwsza część wykładu będzie się składała się z 3 bloków tematycznych: ogólnych własności cząstek elementarnych i fizyka detektorów; symetrie w fiz. cząstek; wprowadzenie do oddziaływań:

• wprowadzenie historyczne: piony, miony, neutrina, cz. dziwne, ścieżka ośmiokrotna, model kwarkowy, rewolucja październikowa, c i b, bozony pośredniczące, t , H;

• oddziaływania i ich opis, elementy diagramów Feynmana;

• oddziaływania cząstek z materią, typy detektorów, jak zbudować detektor, przykłady budowy eksperymentów;

• wybrane aspekty STW, czterowektory, czas życia, przekrój czynny, układ jednostek ħ = c = 1, eksperymenty formacji i produkcji cząstek, wybrane procesy - przegląd wybranych danych doświadczalnych;

• wybrane wiadomości o akceleratorach, optyka wiązki, świetlność;

• symetrie i grupy, Orbitalny moment pędu, spin, całkowity moment pędu, Izospin i symetria izospinowa, wnioski z zachowania izospinu w oddziaływaniach silnych, konstrukcja multipletów mezonowych i barionowych z L=0,

• symetrie C, P, T, Oscylacje dziwności symetria CP i jej łamanie w układzie K, opis fenomenologiczny;

• CP w układzie mezonów B, trójkąt unitarności, eksperymenty Belle, BaBar, LHCb, eksperymentalne pomiary łamania T (CPLEAR, BaBar ), podsumowanie zasad zachowania, CPT i testy;

• równania Kleina-Gordona i Diraca, rozwiązania r. Diraca, spin w r. Diraca, skrętność;

• Diagramy Feynmana dla QED, przekrój czynny e⁺e⁻ → μ⁺μ⁻.

Podstawowa literatura

D. H. Perkins, „Wstęp do Fizyki Wysokich Energii”

A. Bettini, „Introduction to Elementary Particle Physics”

M. Thomson, „Modern Particle Physics” (istnieje wydanie polskie)

D. Griffiths, „Introduction to Elementary Particles” (wyd 2.)

The Review of Particle Physics (2024):

S. Navas et al. (Particle Data Group) Phys. Rev. D 110, 030001 (2024)

+https://pdg.lbl.gov/

+booklet, np. mobilny ze sklepu Play: PDG Particle Physics Booklet

rozszerzenie teoretyczne:

• Ian Aitchison, A. Hey, „Gauge Theories in Particle Physics”

• P. Paganini, „Fundamentals of Particle Physics”

• A. Rubbia, „Phenomenology od Particle Physics”

Prace oryginalne i artykuły przeglądowe będą podawane na wykładzie

Po wysłuchaniu ze zrozumieniem wykładu student:

Będzie sprawnie posługiwać się terminologią stosowaną w fizyce cząstek,

Opanuje podstawowe metody opisu cząstek i ich oddziaływań w jeżyku kwarków i leptonów

Posiądzie rozeznanie w metodach pomiarowych stosowanych w fizyce cząstek

Zapozna się bardziej szczegółowo z wybranym aktualnym zagadnieniem poznawczym w fizyce cząstek

Metody i kryteria oceniania

Obecność i aktywność na wykładzie, problemy domowe do pisemnego rozwiązania, egzamin ustny

Praktyki zawodowe

Nie są przewidziane