120287
Fizika elementarnih čestica I
Da
8.0
45
30
15
Fakultet za fiziku
8.0
30(V) + 45(P) + 15(S)
doc. dr. sc. Darko Mekterović
Filip Reščić, mag. phys. (V)
doc. dr. sc. Darko Mekterović (P, S)
Upoznati studente s temeljnom teorijom fizike elementarnih čestica - standardnim modelom. Obrađuju se teme:
1. Osnove eksperimentiranja u fizici elementarnih čestica.
2. Veza terorije i eksperimenta: vezana stanja, raspadi, raspršenja.
3. Kontinuirane simetrije standardnog modela. Noetherin teorem. Zakoni očuvanja.
4. Diskretne simetrije: prostorni paritet, nabojna konjugacija, vremenska inverzija.
5. Osnovne postavke i rezultati kvantne teorije polja. CPT teorem. Teorem o spinu i statistici.
6. Baždarnj princip.
7. Račun smetnje. Feynmanova pravila. Renormalizacija. Klizna konstanta vezanja.
8. Feynmanova pravila za elektrodinamiku. Osnovni procesi u elektrodinamici.
9. Osnovna svojstva jake nuklearne sile. Izospin. Yukawina teorija. Klasifikacija hadrona.
10. Duboko neelastično raspršenje elektrona na protonima i kvarkovski model.
11. Osnove kvantne kromodinamike. Gluoni. Asimptotska sloboda. Zatočenje boje.
12. Osnovna svojstva slabe nuklearne sile. Beta raspad. Fermijeva teorija.
13. GWS model elektroslabog ujedinjenja.
14. Higgsov mehanizam. Generiranje masa kvarkova i leptona.
15. Narušenje CP simetrije. CKM matrica mješanja.
16. Neutrinska fizika. Oscilacije neutrina.
17. Pregled standardnog modela. Problemi i osnovni smjerovi fizike izvan standardnog modela.
Griffiths D. (2008): Introduction to Elementary particles
Thomson M. (2013): Modern Particle Physics
1. Rješavati zadatke iz relativističke kinematike.
2. Predvidjeti ishode zamišljenih eksperimenata ili procesa koristeći zakone očuvanja i temeljna svojstva interakcija.
3. Izračunati udarne presjeke i/ili širine raspada za jednostavne elektroslabe procese.
4. Objasniti temeljne pojmove i koncepte fizike elementarnih čestica.
5. Izložiti temeljne principe mjerenja u fizici elementarnih čestica i objasniti vezu teorije i eksperimenta
| Tjedan | Datum | Sati | Tema | |
| 1. | Uvod: Osnovne sile u prirodi. konstante vezania i niihova važnost. | |||
| Teorija polja. Princip najmanje akcije. Uloga simetrija. Noetherin teorem. | ||||
| 2. | Speciialna relativnost i Poincareova grupa. | |||
| Kvantne teorije polja. Primjer: slobodno skalarno polje. Bose-Einsteinova statistika. | ||||
| 3. | Kompleksno skalarno polie. Antičestice. Unutarnje simetriie i naboj. | |||
| Elektromagnetno polje u vakuumu. Fotoni. Spin. | ||||
| 4. | Fermioni. Slobodno Diracovo polje. Fermi-Diracova statistika. Spin-statistika teorem. | |||
| Relativistička kvantna mehanika: domena primjene i problemi jednočestičnog opisa. | ||||
| 5. | Međudjelovanja. Čestični procesi: raspadi, raspršenja, vezana stanja. Udarni presjeci. Zlatno pravilo. | |||
| Račun smetnje. Uvod u Feynmanove dijagrame. | ||||
| 6. | Kvantna elektrodinamika: Baždarna invarijantnost, Diskretne simetrije: paritet, vremenska inverzija i nabojna konjugacija. | |||
| Osnovni procesi u kvantnoj elektrodinamici: Comptonovo raspršenje. Pozitronij. | ||||
| 7. | Testovi preciznosti: magnetski moment elektrona. Renormalizacija. Ovisnost konstanti vezanja o skali. | |||
| KOLOKVIJ | ||||
| 8. | Jaka sila: Izospin. Mezoni i barioni. Yukawin potencijal. Kvarkovski model. | |||
| Jaka sila: Boja. Kvarkovsko sužanjstvo. | ||||
| 9. | Jaka sila: Duboko neelastično raspršenje. Partoni. Asimptotska sloboda. Osnove kvantne kromodinamike. Gluoni. | |||
| Slaba sila: Beta raspad. Raspad miona. Neutrini. Narušenje pariteta i nabojne konjugacije. | ||||
| 10. | Slaba sila: W i Z bozoni. Elektroslabo ujedinjenje. Glashow-Weinberg-Salam model. | |||
| Spontani lom simetrije. Goldstoneovi bozoni. Spontani lom lokalne simetrije. Higgsov bozon. Generiranje masa kvarkova i leptona. | ||||
| 11. | Osnove standardnog modela fizike elementarnih čestica. | |||
| Kobayashi-Maskawa matrica mješanja. Narušenje CP simetrije. | ||||
| 12. | Neutrinska fizika. Oscilacije. | |||
| Eksperimenti: Sudarači čestica. Mjerenja na LHC-u. | ||||
| 13. | Fizika izvan standardnog modela. Gravitacija. | |||
| Antičestična fizika i kozmologija. Teorija velikog praska. | ||||
| 14. | Studentski seminari | |||
| Studentski seminari | ||||
| 15. | Studentski seminari | |||
| Studentski seminari |
| Aktivnost koja se ocjenjuje | Udio aktivnosti u ECTS bodovima | Maximalan broj bodova |
| Kolokviji | 2 | 25 |
| Domaće zadaće | 2 | 30 |
| Seminar | 1 | 15 |
| Završni ispit | 3 | 30 |
| ODRŽAVANJE NASTAVE | Vrijeme | Učionica |
| Predavanja | ||
| Vježbe | ||
| Seminar / praktikum |