Целью изучения дисциплины является формирование фундаментальных представлений о физике элементарных частиц и космологии ранней Вселенной, формирование навыков применения методов квантовой механики, квантовой теории поля и общей теории относительности к теоретическим исследованиям процессов в ранней Вселенной.
Состав Вселенной: видимое вещество, реликтовое излучение, темная материя и космологическая постоянная. Расширение Вселенной, модели Фридмана. Космомикрофизика как объединение принципов физики элементарных частиц и космологии, необходимое для понимания эволюции Вселенной. Основные принципы описания атомных ядер и элементарных частиц. Характерные размеры атомных ядер и элементарных частиц, области энергии. Фермионы, бозоны. Уравнения Дирака и Клейна-Гордона-Фока как обобщение уравнения Шредингера для релятивистских частиц. Частицы и античастицы Лептоны, адроны, калибровочные бозоны. Взаимодействия, их константы и поля в физике частиц. Уравнения Дирака и Клейна-Гордона-Фока в расширяющейся Вселенной. Инвариантность и операторы наблюдаемых в физике элементарных частиц. Группа Пуанкаре и ее представления. Изоспин. Странность. Рождение и распад странных частиц. Изоспин системы двух нуклонов и в системе пион-нуклон. Зарядовая независимость ядерных сил. Свойства нуклон-нуклонных взаимодействий. Потенциал Юкавы. Мезонная теория ядерных сил. Модель кварков строения адронов. Классификация кварков. Элементы квантовой электродинамики. Некоторые диаграммы Фейнмана и вероятности соответствующих процессов в квантовой электродинамике. Основные процессы слабого взаимодействия. Стандартная модель слабых взаимодействий. Масса и энергия связи атомных ядер. Конец таблицы Менделеева, критический заряд ядра и рождение позитронов. Нейтронные звезды. Происхождение элементов: первые три минуты Вселенной и происхождение легких ядер. Синтез тяжелых элементов в звездах. Различные термоядерные реакции. Урка процессы. Эволюция Вселенной с точки зрения космомикрофизики – инфляция, возникновение реликтового излучения, первых элементарных частиц, первых атомных ядер, ядер тяжелых элементов, первых атомов и молекул. Антропный принцип. Космические лучи. Их состав и происхождение. Частицы сверхвысоких энергий в космических лучах и проблема темной материи во Вселенной.