Modern Experimental Particle Physics II

fizyka

w sali

Wprowadzenie do współczesnej fizyki cząstek i przegląd najważniejszych wyników eksperymentów fizyki wysokich energii.

Model Standardowy fizyki cząstek to teoria, która opisuje znane nam cząstki fundamentalne i zachodzące pomiędzy nimi oddziaływania. Jego szczegółowe przedstawienie w ścisłym powiązaniu z wynikami doświadczalnymi jest głównym celem wykładu.

Wykład będzie się składał z sześciu bloków tematycznych:

1. Współczesne eksperymenty QCD

- badania struktury nukleonów

- równania ewolucji QCD

- spinowa struktura nukleonu

- trójwymiarowa struktura nukleonuy

- uogólnione rozkłady partonów

- fizyka małych x i dyfrakcja

2. Model Standardowy, fabryki B i bozon Higgsa

- fizyka mezonów B, fabryki B

- Model Standardowy oddziaływań elektrosłabych i mechanizm Higgsa

- Bozon Higgsa w LHC

3. Fizyka neutrin

- łamanie CP w Modelu Standardowym dla leptonów i kwarków

- oddziaływanie neutrin z materia i hierarchia mas

- obecne badania łamania CP i hierarchii mas

- poza Modelem Standardowym - neutrina sterylne

- przyszłe eksperymenty: DUNE i HyperK

4. Astrofizyka cząstek

- Ewolucja Wszechświata

- Promieniowanie kosmiczne, gamma i neutrinowe najwyższych energii

- Ciemna Materia i Ciemna Energia, bezpośrednie i pośrednie poszukiwania Ciemnej Materii

5. Fizyka w przyszłych akceleratorach

- problemy i pytania Modelu Standardowego, projekty przyszłych zderzaczy

- fizyka przyszłych zderzaczy e+e-:

-- prezyzyjne badania bozonu Higgsa i kwarku top,

-- bezpośrednie i pośrednie poszukiwanie fizyki poza Modelem Standardowym.

6. Nowe idee w fizyce cząstek

Każdy blok będzie obejmował wprowadzenie teoretyczne, przegląd metod pomiarowych i podsumowanie wyników doświadczalnych w danej dziedzinie. Bloki będą prowadzone przez różnych wykładowców.

1. Donald H. Perkins, Wstęp do Fizyki Wysokich Energii, Wydawnictwo Naukowe PWN 2020

2. F. Halzen i A.D. Martin, Quarks and Leptons, Wiley 1984

3. Mark Thompson, Modern Particle Physics, Cambridge University Press 2018

4. Donald H. Perkins, Particle astrophysics, Oxford 2003

5. Jim Baggott, Higgs, Oxford 2012

Po ukończeniu kursu student:

WIEDZA

1. Zna cząstki fundamentalne Modelu Standardowego i ich oddziaływania

2. Zna wyniki doświadczeń, które ukształtowały naszą obecną wiedzę o Modelu Standardowym

3. Zna różne metody testowania Modelu Standardowego i poszukiwania odstępstw od jego przewidywań

UMIEJĘTNOŚCI

1. Potrafi opisać strukturę materii i ewolucję Wszechświata w języku fizyki cząstek

2. Potrafi interpretować wyniki eksperymentów fizyki i astrofizyki cząstek

3. Potrafi jakościowo przewidywać przebieg różnych procesów zderzeń cząstek wysokiej energii

Kryteria oceny:

* obecności na wykładach

* ćwiczenia domowe wykonywane w trakcie semestru

* końcowy egzamin pisemny