Курс Физика элементарных частиц

Физика элементарных частиц — раздел физики, изучающий структуру и свойства элементарных частиц и их взаимодействия.

Цель этого изучения — понять, как устроен мир неживой природы и установить наиболее общие законы, которые им управляют. ФЭЧ имеет уже более чем вековую историю, и за это время сформировались новые концепции квантового мира, не присущие классической физике.

Главным результатом современной ФЭЧ является построение Стандартной модели фундаментальных взаимодействий (сильного, слабого и электромагнитного) кварков и лептонов — основных «кирпичиков» мироздания. Данная модель базируется на специальной теории относительности, идее локальной симметрии и механизме спонтанного нарушения симметрии (механизм Браута — Энглера — Хиггса). За последние годы ее предсказания были многократно проверены в экспериментах, и в настоящее время она — единственная физическая теория, адекватно описывающая устройство нашего мира вплоть до расстояний порядка 10–18 м.

Настоящий курс коротких лекций посвящен описанию мира элементарных частиц, кварков и лептонов, а также взаимодействий между ними. Речь идет также об адронах — сильновзаимодействующих частицах, являющихся связанными состояниями кварков, о нейтрино — необычных нейтральных частицах, возникающих в распадах частиц и играющих важную роль в процессах горения Солнца, о свойстве симметрии элементарных частиц — ключевом понятии Стандартной модели фундаментальных взаимодействий.

Обсуждается механизм спонтанного нарушения симметрии, который ответственен за возникновение масс у кварков, лептонов и промежуточных секторных бозонов — переносчиков слабого взаимодействия. Коротко рассказывается об ускорителях — основном инструменте познания микромира: от циклотронов до Большого адронного коллайдера. Наконец, перечисляются нерешенные проблемы физики элементарных частиц.

Персоны

Дмитрий Казаков.

Доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник лаборатории теоретической физики ОИЯИ.

postnauka.ru

Программа

Содержание курса:

1. Элементарные частицы.
2. Ускорители частиц.
3. Адроны.
4. Кварки.
5. Лептоны и нейтрино.
6. Симметрии в мире элементарных частиц.
7. Фундаментальные взаимодействия.
8. Спонтанное нарушение симметрии.
9. Стандартная модель фундаментальных взаимодействий.
10. Нерешенные проблемы физики элементарных частиц.
11. Диалоги: Физика элементарных частиц.
12. Существует ли суперсимметрия в мире элементарных частиц?
13. Элементарно, Хиггс!