Сообщение

Лекции по физике элементарных частиц (профессор Сербо В.Г.) [2013, Теоретическая физика, CAMRip, 1080p, RUS]

Сообщение Stepan » 07 апр 2018, 23:43

Лекции по физике элементарных частиц (профессор Сербо В.Г.)
Страна: Россия
Тематика: Теоретическая физика
Тип раздаваемого материала: Видеолекция
Продолжительность: 21:54:00
Год выпуска: 2013
Язык: Русский
Перевод: Не требуется
Описание: К этим лекциям доступны видеофайлы доцента Сковпеня Ю.И.
Лекция № 1 Введение: элементарные частицы и их взаимодействия. Частицы. Взаимодействия. Три поколения лептонов и кварков. Кварки и адроны. Понятие о квантовой теории поля. Перечислены основные типы частиц и их взаимодействий. "Фундаментальные частицы": лептоны и кварки (l и q), спин J = 1/2; калибровочные векторные бозоны (γ, W+, W-, Z0, g), J = 1 и скалярный бозон Хиггса (H), J = 0. Понятие об электрослабом, сильном и гравитационном взаимодействиях. Квантование электромагнитного поля. Электромагнитное поле как набор осцилляторов.
Лекция № 2 Квантование ЭМ поля. Рождение и уничтожение квантов поля. Используя правила квантования обычного осциллятора, проводим процедуру квантования осцилляторов поля. Операторы векторного потенциала и напряжённости полей в шрёдингеровском и гайзенберговском представлении. Энергия и импульс электромагнитного поля становятся суммами операторов Шрёдингера и операторов импульса для отдельных квантов – фотонов. Оператор числа квантов с заданным импульсом и спиральностью. Матричные элементы оператора, соответствующие излучению или поглощению одного фотона. Спонтанное и вынужденное излучение. Тот факт, что вероятность вынужденного излучения оказывается в (nk,λ+1) раз больше, чем вероятность спонтанного излучения, является фундаментальным для физики лазеров.
Лекция № 3 Лагранжев подход в теории поля. Уравнения Лагранжа. В классической механике функция Лагранжа L(q, q't ) зависит от обобщённых координат и обобщённых скоростей, в классической теории поля вводится плотность функции Лагранжа, а роль обобщённых координат q играют поля: Aμ(x) в электродинамике, Φ(x) – для действительного скалярного поля, φ(x) и φ*(x) – для комплексного скалярного поля, Ψi(x) и Ψi(x) – для спинорного поля Дирака и т.д. Требования к плотности функции Лагранжа: локальность, т.е. L зависит от q и конечного числа производных от q; L – действительная функция, чтобы энергия и импульс были действительными, а S-матрица унитарной; L – лоренц-инвариантная функция. Вывод уравнений Лагранжа из принципа наименьшего действия. Симметрия и законы сохранения. Теорема Нётер в классической механике и в классической теории поля.
Лекция № 4 Симметрия и законы сохранения (окончание). Два важных примера применения теоремы Нётер. Первый пример: из однородности пространства-времени следует, что вид действия не изменяется при сдвиге 4-координат. В этом случае теорема Нётер гарантирует сохранение импульса-энергии. Второй пример: если имеет место калибровочное преобразование первого рода, то из теоремы Нётер следует сохранение заряда.
Действительное скалярное поле. Плотность функции Лагранжа действительного скалярного поля выбираем так, чтобы уравнение Лагранжа совпадало с уравнением Клейна-Фока-Гордона. Разложение действительного скалярного поля в ряд Фурье по плоским волнам. Связь между энергией и импульсом.
Лекция № 5 Действительное скалярное поле (окончание). Квантование действительного скалярного поля. Правила квантования для осцилляторов поля, соответствующие статистике Бозе-Эйнштейна приводят к разумному результату. Если бы мы выбрали правила квантования, соответствующие статистике Ферми-Дирака, то получили бы бессмысленный результат – оператор энергии поля H вообще не зависел бы от np.
Комплексное скалярное поле. Плотность функции Лагранжа комплексного скалярного поля. Плотность энергии поля, ток и заряд поля. Квантование комплексного скалярного поля. Частицы и античастицы. Определение зарядового или C (charge)-преобразования. C-, P-, T-преобразования комплексного скалярного поля.
Лекция № 6 C-, P-, T-преобразования комплексного скалярного поля (окончание). Определение пространственного отражения или P (parity)-преобразования. Преобразование операторов поля. Тот факт, что операторы рождения (уничтожения) частиц и античастиц преобразуются одинаково, означает, что внутренние чётности частиц и античастиц скалярного поля одинаковы. Преобразования собственной группы Лоренца и отражение всех четырёх осей. Отражение времени или T (time)-преобразование. Понятие о CPT теореме. Спинорное поле Дирака. Уравнение Дирака. Биспиноры. Плоские волны. Квантование спинорного поля. Чтобы выражение для оператора энергии спинорного поля H имело смысл, необходимо квантовать по Ферми-Дираку.
Лекция № 7 Спинорное поле Дирака (окончание). Заряд, частицы и античастицы. Представление взаимодействия. В шрёдингеровском представлении операторы физических величин не зависят от времени, а зависящий от времени вектор состояния поля удовлетворяет уравнению Шрёдингера. В гайзенберговском представлении вектор состояния поля не зависит от времени, а от времени зависят операторы, что делает это представление очень удобным для явно ковариантного описания. Понятие о представлении взаимодействия. Это представление удобно, так как: 1) при выключении взаимодействия оно переходит в гайзенберговское представление, которое мы используем для ковариантного описания операторов полей; 2) в этом представлении вектор состояния удовлетворяет уравнению, в котором правая часть содержит малый параметр, что очень удобно для построения теории возмущений. Инвариантная теория возмущений. Решение уравнения для векторов состояния в представлении взаимодействия в виде ряда теории возмущений. Оператор упорядочивания по времени.
Амплитуды и вероятности переходов. Амплитуда рассеяния. Связь S-матрицы Sfi и амплитуды рассеяния Mfi.
Лекция № 8 Ширина распада. Сечение рассеяния. Связь вероятности распада частицы в единицу времени (или ширины распада) с амплитудой рассеяния. Соударения двух частиц. Плотность потока. Сечение рассеяния. Инвариант Мёллера. Первый порядок теории возмущений. Взаимодействие частиц комплексного скалярного поля Φ(x) и действительного скалярного поля φ(x) вида gφ+ˆφˆΦˆ.
Лекция № 9 Взаимодействие g Ψˆ Ψˆ Φˆ . Распад хиггсовского бозона. В Стандартной Модели спинорное поле Ψ(x) описывает лептон или кварк, а действительное скалярное поле Φ описывает хиггсовский бозон H. Процессы e- в e-H и H в e+e-. Образование бозона Хиггса H в e+e-- и μ+μ--соударениях. Квантовая электродинамика (КЭД). Правила для диаграмм Фейнмана. Отличие от процессов, рассмотренных в предыдущем разделе для взаимодействия gΨˆ Ψˆ Φˆ, заключается в векторном характере тока Ψ γ μ Ψ и переходе от действительного скалярного поля Φ к векторному полю Aμ. Процессы e- в e-γ и γ в e+e-. Учёт градиентного преобразования 4-потенциала Aμ. Диаграммы Фейнмана.
Лекция № 10 Второй порядок теории возмущений для взаимодействия g φ+ˆ φˆ Φˆ. Переменные Мандельстама. Во втором порядке интересно рассмотреть процессы рассеяния частиц, аннигиляцию заряженных частиц π+π- → π0π0 и их образование в соударениях нейтральных частиц, π0π0 → π+π-. Диаграммы Фейнмана и амплитуда рассеяния для процесса π-π- → π- π-. Для описания таких процессов удобны специальные инварианты – переменные Мандельстама s = (p1 + p2)2, t = (p1 – p3)2, u = (p1 – p4)2. Пропагатор скалярной частицы. Явный вид пропагатора в импульсном и координатном представлении. Пропагатор как функция Грина уравнения Клейна-Фока-Гордона. Понятие о виртуальных частицах. В отличие от начальных и конечных частиц, для 4-импульсов которых справедливо равенство pi2 = m(πi)2, i = 1, 2, 3, 4, для промежуточных (виртуальных частиц) частиц k2 ≠ m(π0)2.
Лекция № 11 Понятие о виртуальных частицах (окончание). Для виртуальных частиц ε2(k) = ∑i ki2+ m(π0)2 ≠ k02. Величина k2 – m(π0)2 называется виртуальностью данной промежуточной частицы. Виртуальность характеризует отклонение частицы от массовой поверхности k2 = m(π0)2. При малой виртуальности промежуточные частицы могут пролетать большие расстояния. Пример процесса e+e- в e+e-γ, в котором оказалось необходимо учитывать тот факт, что прицельные расстояния сталкивающихся частиц могут оказаться существенно больше поперечных размеров встречных пучков (МД-эффект). Процессы π0π- → π0π- и π+π- → π0π0. Диаграммы Фейнмана и амплитуда рассеяния для этих процессов. Второй порядок теории возмущений в КЭД. Диаграммы Фейнмана для процесса e-e- в e-e-.
Лекция № 12 Рассеяние электронов. Фотонный пропагатор. Амплитуда рассеяния для процесса e-e- в e-e-. Вычисление фотонного пропагатора в импульсном представлении. Калибровка Фейнмана. Процесс аннигиляции e+e- → μ+μ-. Амплитуда рассеяния этого процесса. Вычисление квадрата амплитуды рассеяния, просуммированного по спиновым состояниям частиц. Дифференциальное и полное сечения процесса. Случай высоких энергий.
Лекция № 13 Процессы e+e- → qq и e+e- → hadrons при высоких энергиях. Аннигиляция электрона и позитрона в пару кварков. Процесс e+e- в адроны при s >> 4ma2 в низшем порядке может быть описан как рождение qaqa пары на малых расстояниях 1/√s и дальнейшая адронизация (с вероятностью 100%) кварков в адроны. Величина R = σ(e+e- → hadrons)/σ(e+e- → μ+μ-}, сравнение с экспериментом. Процесс eμ-рассеяния (eμ → eμ) и перекрёстная симметрия. Связь процесса упругого рассеяния электрона на мюоне и процесса аннигиляции электрон-позитронной пары в пару мюон-антимюон. Упругое рассеяние релятивистского электрона на внешнем кулоновском поле. Процесс γe-рассеяния (γe → γe). Электронный пропагатор. Диаграммы Фейнмана для процесса γe → γe.
Лекция № 14 Электронный пропагатор (окончание). Вычисление электронного пропагатора в импульсном представлении с использованием того факта, что он является функцией Грина уравнения Дирака.
Эффект Комптона. Амплитуда рассеяния для процесса γe → γe. Кинематика процесса. Опыт Комптона – рассеяние рентгеновских фотонов на неподвижных электронах. Соударения лазерных фотонов с ультрарелятивистскими электронами на современных ускорителях.
Лекция № 15 Эффект Комптона и его применения. Угловое и энергетическое распределение конечных фотонов при соударении лазерных фотонов с ультрарелятивистскими электронами. Эксперименты на установке РОКК (рассеяние обратных комптоновских квантов) в ИЯФ им. Будкера (Новосибирск, 1997). Эксперименты по нелинейному эффекту Комптона на ускорителе SLAC (Стэнфорд, 1996). Проекты встречных фотонных пучков на основе линейных e+e- коллайдеров с лазерной конверсией пучков электронов и позитронов в высокоэнергичные фотонные пучки. Использование эффекта Комптона для оперативного и высокоточного определения энергии электронов и позитронов на встречных e+e- пучках. Основные характеристики процессов e+e- → γγ и γγ → e+e- при высоких энергиях.
Доп. информация: Силами кафедры теоретической физики физического факультета Новосибирского государственного университета были выложены исходники записей лекций по теоретической физике ФФ НГУ и семинаров теоротдела ИЯФ им. Г.И. Будкера под свободной лицензией CC-BY-SA. Все записи доступны online на неофициальном канале YouTube кафедры. Другие способы получения доступа к файлам лекций перечислены на вспомогательном сайте.
Качество: CAMRip
Формат: MP4
Видео кодек: H.264
Аудио кодек: AC3
Видео: AVC, 1920x1080, 2 490 Kbps, 25.000 fps
Аудио: AC-3, 192 Kbps, 44.1 KHz, 2 channels

Постеры

Соцсети

 

Статистика

Автор: Stepan
Добавлен: 07 апр 2018, 23:43
Размер: 25.15 ГБ
Размер: 27 009 789 007 байт
Сидеров: 0
Личеров: 0
Скачали: 0
Здоровье: 0%
Статус:
Скорость скачивания: 0 байт/сек
Скорость раздачи: 0 байт/сек
Последний сидер: Нет
Последний личер: Нет
Приватный: Нет (DHT включён)
Школьникам, студентам и педагогам Скачать торрент
Скачать торрент
[ Размер 252.85 КБ / Просмотров 1 ]

Поделиться



  • Похожие торренты
    Ответы
    Просмотры
    Последнее сообщение

Вернуться в Школьникам, студентам и педагогам