В результате изучения дисциплины «Основы физики высоких энергий» студент получит представление о систематике элементарных частиц, о действии законов симметрии и сохранения в фундаментальных взаимодействиях, о видах взаимодействия, нуклеосинтезе в ранней Вселенной и космических лучах.
Систематика элементарных частиц. Фермионы, бозоны. Частицы и античастицы Лептоны, адроны, калибровочные бозоны. Взаимодействия, их константы и поля в физике частиц.
Симметрия и законы сохранения в фундаментальных взаимодействиях. Инвариантность и операторы наблюдаемых в физике элементарных частиц. Сохранение заряда, калибровочная инвариантность. Электрический, барионный и лептонный заряды.
Сильные взаимодействия. Изоспин системы двух нуклонов и в системе пион-нуклон. Свойства нуклон-нуклонных взаимодействий. Потенциал Юкавы. Мезонная теория ядерных сил. Модель кварков строения адронов. Классификация кварков. Электромагнитные взаимодействия. Структура нуклона. Состав и размеры ядра. Опыты Резерфорда. Роль электромагнитных взаимодействий в природе.
Слабые взаимодействия. Основные процессы слабого взаимодействия. Промежуточные бозоны. Стандартная модель слабых взаимодействий. Роль промежуточных векторных бозонов и частиц Хиггса. Значение слабых взаимодействий в природе.
Квантовая теория поля. Квантование свободных полей. Фоковские операторы рождения и уничтожения. Понятие вакуума в квантовой теории поля. Одночастичные и многочастичные состояния. Рождение пар частиц в сильных электромагнитных полях. Масса и энергия связи атомных ядер. Энергия отделения нуклона. Формула Вайцзекера для энергии связи ядра. Модель ядерных оболочек. Конец таблицы Менделеева, критический заряд ядра и рождение позитронов. Ядерные реакции (законы сохранения, кинематика). Механизмы ядерных реакций. Законы радиоактивного распада ядра. Альфа-распад. Кулоновский и центробежный барьеры. Бета-распад. Экспериментальное обнаружение нейтрино. Гамма-излучение ядер. Электрические и магнитные гамма-переходы. Эффект Мессбауера.
Нуклеосинтез во Вселенной. Происхождение элементов: первые три минуты Вселенной и происхождение легких ядер. Синтез тяжелых элементов в звездах. Различные термоядерные реакции. Урка-процессы.
Космические лучи. Их состав и происхождение. Рождение частиц в ранней Вселенной гравитацией. Частицы сверхвысоких энергий в космических лучах и проблема темной материи во Вселенной.
5. электронно-библиотечная система (ЭБС) Znanium.com - http://www.znanium.com
7. SCOPUS - реферативная база данных - http://www.scopus.com/
8. Science - журнал издательства American Association for the Advancement of Science http://www.sciencemag.org/content/by/year
9. Annual Reviews - ежегодные научные обзоры http://www.annualreviews.org/action/showJournals
10. http://www.aip.org/pnu/ - электронный еженедельник научных новостей Physics News Update – на английском языке, открытый доступ
11. http://journal.issep.rssi.ru - Соросовский образовательный журнал (открытый доступ)
12. http://www.nkj.ru/ - журнал «Наука и жизнь» (открытый доступ)
13. http://www.inauka.ru/ - научно-популярная газета «Известия науки» (открытый доступ)
14. http://www.science.ru/ - сайт «Наука в России» (открытый доступ)
15. http://www.aip.org /pt/ - журнал «Physics Today» (на английском языке, открытый доступ)
16. http://ru.arxiv.org/ - основной международный архив физических статей в форме электронных препринтов (e-print arxive) для профессионалов (на английском языке, открытый доступ). Популярные и методические рубрики: Physics Education, Physics and Society, Popular Physics