Фундаментальные частицы и взаимодействия

1. Современные представления о фундаментальных взаимодействиях. Иерархия взаимодействий: сильное, электромагнитное, слабое, гравитационное. Поля и частицы.
2. Электромагнитное взаимодействие. Упругое электрон-нуклонное рассеяние. Электромагнитные формфакторы нуклона. Глубоконеупругое электрон-протонное рассеяние. Структурные функции. Масштабная инвариантность.
3. Кварк-партонная структура адронов. Модель векторной доминантности. Образование массивных нейтральных векторных мезонов в электрон-позитронной аннигиляции, их кварковая структура, лептонные распады. Семейства тяжелых кварков. Очарованные и прелестные частицы.
4. Сильное взаимодействие. Квантовая хромодинамика (КХД). Цветовое взаимодействие кварков. Асимптотическая свобода. Цветовой конфайнмент.
5. Спиновая структура нуклона. Спинозависимые структурные функции поляризованного нуклона. Правила сумм. Кварк-глюонное спиновое содержание протона. Слабое взаимодействие. Лоренцева структура локального четырехфермионного взаимодействия.
6. Теория бета-распада ядер. Разрешенные переходы. Электрон-нейтринная угловая корреляция и варианты взаимодействия. Смешанный (V,A) вариант бета-распадного взаимодействия. Несохранение пространственной и зарядовой четностей в бета-распаде ядер и распадах элементарных частиц.
7. Теории двухкомпонентного и четырехкомпонентного нейтрино. Спиральность нейтрино: левополяризованное электронное нейтрино, правополяризованное электронное антинейтрино. Продольная поляризация спина электрона и позитрона распада.
8. Угловые и спиновые корреляции при бета-распаде поляризованного свободного нейтрона и при распаде поляризованного мюона. Параметры асимметрии испускания частиц распада.
9. Эффективный гамильтониан локального V-A взаимодействия слабых заряженных токов. Диагональные члены. Упругое рассеяние нейтрино и антинейтрино на электроне за счет заряженного тока.
10. Слабые распады странных частиц. Теория Кабиббо. Три типа нейтрино (электронное, мюонное и тау нейтрино) и законы сохранения лептонных чисел.
11. Трудности теории локального четырехфермионного слабого взаимодействия: линейный рост сечения взаимодействия нейтрино с увеличением энергии в лаб. системе отсчета и др.
12. Нейтрино в астрофизических процессах: космологические, звездные нейтрино; проблема солнечных нейтрино.
13. Природа нейтрино. Объединение фундаментальных взаимодействий. Единая теория слабого и электромагнитного взаимодействий частиц Глэшоу-Салама-Вайнберга.
14. Структура слабых заряженных и нейтральных токов фермионов. Эффективные лагранжианы слабых взаимодействий заряженных и нейтральных токов в низкоэнергетическом приближении. Смешивание кварков, матрица Кабиббо-Кобаяши-Маскава. Лептонные и полулептонные процессы, обусловленные нейтральными и заряженными токами.
15. Механизм Хиггса спонтанного нарушения калибровочной симметрии SU(2)×U(1). Массы промежуточных векторных бозонов W, Z и фермионов.
16. Открытые вопросы. Расширения стандартной модели. Модели большого объединения сильного и электрослабого взаимодействий. Бегущие константы связи. Масштабы энергии объединения. Нестабильность протона.
17. Суперсимметрия. Перспективы исследования спиновых явлений для выявления возможных отклонений характеристик взаимодействия и поиска новых эффектов за пределами стандартной модели физики частиц.

1. А.А.Соколов, И.М.Тернов, В.Ч.Жуковский, А.В.Борисов. Калибровочные поля. — М.: Изд-во МГУ, 1986.
2. М.Б.Волошин, К.А.Тер-Мартиросян. Теория калибровочных взаимодействий элементарных частиц. — М.: Энергоатомиздат, 1984.
3. Л.Б.Окунь. Лептоны и кварки. — М.: Наука, 1990.
4. Т.-П.Ченг, Л.-Ф.Ли. Калибровочные теории в физике элементарных частиц. — М.: Мир, 1987.
5. К.Хуанг. Кварки, лептоны и калибровочные поля. — М.: Мир, 1985.
6. Ф.Хелзен, А.Мартин. Кварки и лептоны. — М.: Мир, 1987.
7. Дж.Д.Бьеркен, С.Д.Дрелл. Релятивистская квантовая теория. Т. 1. — М.: Наука, 1978.
8. Ф.Индурайн. Квантовая хромодинамика. — М.: Мир, 1986.
9. Ю.Весс, Д.Беггер. Суперсимметрия и супергравитация. — М.: Мир, 1986.