Физика элементарных частиц и их взаимодействий

5.1. Массы и квантовые числа элементарных частиц. Правила отбора для слабых, электромагнитных, сильных распадов.

5.2. Изотопические свойства сильных взаимодействий. SU (3)-симметрия сильных взаимодействий. Массовые формулы. Модель кварков.

5.3. NN - и p N -рассеяние. Фазовый анализ. Рассеяние электронов на нуклонах и ядрах. Электромагнитные формфакторы нуклонов и ядер.

5.4. Рассеяние быстрых нуклонов на ядрах. Теория Глаубера.

5.5. Слабое взаимодействие. Модель Вайнберга—Глэшоу—Салама. Нейтральные токи. Сохранение векторного тока, гипотеза частичного сохранения аксиально-векторного тока и их следствия. Наблюдение W - и Z- бозонов.

5.6. Физика нейтрино. Дираковское и майорановское нейтрино. Масса нейтрино. Гипотеза нейтринных осцилляций. Процессы двойного двух-нейтринного и безнейтринного бета-распада ядер.

5.7. Глубоконеупругие процессы. Партонно-кварковая структура адронов. Основные положения квантовой хромодинамики.

VI. Элементарные частицы
(для специалистов-экспериментаторов
по физике атомного ядра)

Сильные взаимодействия

1.1. Квантовые числа элементарных частиц и резонансов.

1.2. Дискретные симметрии. Пространственное отражение, зарядовое сопряжение, обращение времени, СРТ-теорема.

1.3. Свойства внутренней симметрии. Изотопическая инвариантность. Зарядовая симметрия и G-четность. Схема Гелл-Манна—Нишиджимы. Унитарная симметрия и классификация частиц и резонансов по мультиплетам. Массовая формула Гелл-Манна—Окубо. Модель кварков. Квантовая хромодинамика.

1.4. Столкновения элементарных частиц. Нуклон-нуклоные столкновения при малых энергиях. Дейтрон. Упругое рассеяние П- и К-мезонов и нуклонов на нуклонах. Поляризационные явления. Неупругие процессы. Образование резонансных состояний в процессах столкновения. Формула Брейта—Вигнера. Общие свойства рассеяния при высоких энергиях.

1.5. Основные представления теории комплексных моментов. Теорема Померанчука.

1.6. Инклюзивные процессы. Процессы на встречных протон-протонных и протон-антипротонных пучках.

Электромагнитные взаимодействия

2.1. Принцип минимальности электромагнитного взаимодействия. Правила отбора по изотопическому спину. Процессы фоторождения и электророждения.

2.2. Рассеяние электронов и мю-мезонов нуклонами и ядрами. Электромагнитные формфакторы. Магнитные моменты элементарных частиц.

2.3. Проверка применимости квантовой электродинамики при высоких энергиях.

2.4. Мезоатомы.

2.5. Процессы на встречных е ^–— е ^–- и е ⁺— е ⁺-пучках.

Слабые взаимодействия

3.1. Бета-распад. Форма спектров. Корреляционные эксперименты в бета-распаде. Бета-распад нейтрона. К -захват. Мю-захват. Разрешенные и запрещенные переходы. Правила отбора Ферми и Гамова—Теллера. Несохранение пространственной четности в слабых взаимодействиях.

3.2. Универсальная теория слабых взаимодействий. Гипотеза о сохранении векторного тока. Двухкомпонентное нейтрино. Электронное, мюонное и тау-нейтрино. Сохранение лептонного заряда.

3.3. Распады с изменением странности. Правила Т =1/2 и D Q =D S.

3.4. Унитарная симметрия в слабых взаимодействиях и угол Кабиббо.

3.5. Физика К ⁰-мезонов. Интерференционные явления с нарушением СР-инвариантности в распадах К ⁰-мезонов.

3.6. Нейтринные эксперименты на ускорителях при высоких и низких энергиях, реакторах, детектирование солнечных, атмосферных нейтрино и нейтрино от взрывов сверхновых, эксперименты по поискам нейтринных осцилляций.

3.7. Модель Глэшоу—Салама—Вайнберга и нейтральные токи в слабых взаимодействиях. Механизм Хигсса и массы частиц. Наблюдение Z - и W -бозонов в экспериментах на ускорителях.

Физика атомного ядра

4.1. Ядерные силы и общие свойства ядерного вещества. Энергия связи.

Модели ядра. Одночастичная оболочечная модель. Обобщенная модель ядра. Ротационные и вибрационные уровни. Модель ферми-газа. Квазичастичная модель ядра. Квазичастичные и низколежащие возбужденные состояния ядер.

4.2. Взаимодействия лептонов и адронов высокой энергии с ядрами. Электромагнитные формфакторы ядер. Теория Глаубера для взаимодействий адронов с ядрами.

4.3. Фотоядерные процессы. Гигантские мультипольные резонансы. Реакции перезарядки. Бета-распад ядер. Аналоговый и гамов-теллеровский резонансы.

4.4. Особенности рождения пионов и каонов при взаимодействии протонов с ядрами. Гиперядра. Пи- и К -мезоатомы.

VII. Методика экспериментальных исследований
(для специалистов-экспериментаторов по физике ядра
и элементарных частиц)

Методы получения

1.1. Ускорители заряженных частиц. Линейные ускорители. Циклические ускорители. Принцип автофазировки. Жесткая фокусировка. Накопительные кольца и ускорители на встречных пучках. Коллективный метод ускорения. Методы фокусировки пучков и сепарация частиц.

2.1. Ядерные реакторы и их типы. Получение тепловых и ультрахолодных нейтронов.