Частицы и взаимодействия

Содержание

Слайд 2

24. Частицы и взаимодействия. Четыре типа фундаментальных взаимодействий. Константы и радиусы

24. Частицы и взаимодействия. Четыре типа фундаментальных взаимодействий.
Константы и радиусы взаимодействия.

Принципы описания взаимодействия частиц в
квантовой теории поля.
25. Переносчики взаимодействия. Понятие о диаграммах Фейнмана. Основные
характеристики частиц. Классификация частиц. Калибровочные бозоны, лептоны и
адроны. Фундаментальные частицы. Квантовые числа частиц и законы сохранения.
Античастицы.
Слайд 3

Четыре типа фундаментальных взаимодействий.

Четыре типа фундаментальных взаимодействий.

Слайд 4

Четыре типа фундаментальных взаимодействий.

Четыре типа фундаментальных взаимодействий.

Слайд 5

Четыре типа фундаментальных взаимодействий.

Четыре типа фундаментальных взаимодействий.

Слайд 6

Константы и радиусы взаимодействия.

Константы и радиусы взаимодействия.

Слайд 7

Константа слабого взаимодействия

Константа слабого взаимодействия

Слайд 8

Константа слабого взаимодействия W- и Z-бозоны как переносчики слабого взаимодействия были

Константа слабого взаимодействия

W- и Z-бозоны как переносчики
слабого взаимодействия были предсказаны С.Вайнбергом, Ш.Глэшоу

и А.Саламом в электрослабой теории,
объединившей электромагнитное и слабое взаимодействие. Они были открыты в 1982-1983 гг. в ЦЕРНе на протон-антипротонном коллайдере с энергиями до 300 ГэВ. mWc2=81 ГэВ, mZc2=93 ГэВ. За это
К.Руббиа и С.Ван дер Меер были удостоены Нобелевской премии в 1984 г.
Слайд 9

Константы и радиусы взаимодействия.

Константы и радиусы взаимодействия.

Слайд 10

Бозоны и фермионы: спин и статистика В релятивистской квантовой теории сохраняется

Бозоны и фермионы: спин и статистика

В релятивистской квантовой теории сохраняется полная

энергия, масса и полное число частиц
не сохраняются. Релятивистская теория частиц – это теория с бесконечным числом степеней свободы,
подобная теории поля.
Математический аппарат для описания систем с переменным числом частиц – вторичное квантование, в котором независимыми переменными являются числа заполнения различных состояний частицы.
Оператор квантованной волновой функции разлагается по полному набору состояний свободной частицы (плоским волнам) с положительными и отрицательными “частотами”. Ψ-операторы:
.

операторы рождения частиц и античастиц
операторы уничтожения частиц и античастиц с импульсами р и энергиями ε

В аппарате вторичного квантования гамильтониан системы частиц Н получается из гамильтониана одной частицы Н(1) как интеграл

См. файл спин и статистика.pdf

Слайд 11

Бозоны и фермионы: спин и статистика См. файл спин и статистика.pdf

Бозоны и фермионы: спин и статистика

См. файл спин и статистика.pdf

Слайд 12

Принципы описания взаимодействия частиц в квантовой теории поля. Отдельная презентация автор: Амангалиев Темирлан

Принципы описания взаимодействия частиц в квантовой теории поля.

Отдельная презентация
автор: Амангалиев Темирлан

Слайд 13

Понятие о диаграммах Фейнмана. Переносчики взаимодействия. Файл “Фейнмановские диаграммы0001.pdf” Источник: Ландау

Понятие о диаграммах Фейнмана. Переносчики взаимодействия.

Файл “Фейнмановские диаграммы0001.pdf”
Источник: Ландау Л.Д.

Лифшиц Е.М. Краткий курс теоретической физики. Т. 2. Квантовая механика. − М. Наука. 1971.
Слайд 14

25. Переносчики взаимодействия. Понятие о диаграммах Фейнмана. Основные характеристики частиц. Классификация

25. Переносчики взаимодействия. Понятие о диаграммах Фейнмана.
Основные характеристики частиц. Классификация

частиц. Калибровочные бозоны, лептоны и адроны. Фундаментальные частицы. Квантовые числа частиц и законы сохранения.
Античастицы.
Слайд 15

Стандартная модель физики элементарных частиц Фундаментальные частицы: Переносчики взаимодействия: Из-за конфайнмента

Стандартная модель физики элементарных частиц
Фундаментальные частицы:
Переносчики взаимодействия:

Из-за конфайнмента кварки находятся в бесцветных адронах:
мезонах (кваркониях)

− системах из двух кварков, (цвет+антицвет);
барионах − системах из трех кварков
(трех цветов r+g+b).
Слайд 16

Превращения кварков при слабом ядерном взаимодействии Октет адронов

Превращения кварков при слабом ядерном взаимодействии

Октет адронов

Слайд 17

Основные характеристики частиц. Классификация частиц.

Основные характеристики частиц. Классификация частиц.

Слайд 18

Квантовые числа частиц и законы сохранения.

Квантовые числа частиц и законы сохранения.

Слайд 19

Законы сохранения и непрерывные симметрии Согласно теореме Нетер каждому закону сохранения

Законы сохранения и непрерывные симметрии

Согласно теореме Нетер каждому закону сохранения (энергии,

импульса, момента импульса, электрического и цветового заряда, изоспина и т.д.) соответствует какая-либо непрерывная симметрия системы. Преобразования симметрии, не изменяющие уравнения системы (движения частиц, изменения полей и т.д.) образуют группу симметрии. Глобальные симметрии:
закону сохранения энергии соответствует однородность времени (инвариантность при сдвиге времени) и группа трансляций по времени;
закону сохранения импульса соответствует однородность пространства (трансляционная инвариантность) и группа пространственных трансляций;
закону сохранения момента импульса соответствует изотропность пространства (инвариантность при поворотах) и группа трехмерных вращений О+(3).
Локальные симметрии:
закону сохранения электрического заряда соответствует фазовая симметрия волновой функции ψ электрона (или другой электрически заряженной частицы) − неизменность плотности вероятности при умножении ψ на exp(iφ(r)) и группа симметрии U(1).
Группа SU(n) − группа всех n×n унитарных матриц (A−1=A+=(AT)*) c определителем det(A)=1, имеет n2 −1 параметр.
На локальной группе симметрии SU(2) основано описание слабого взаимодействия, после объединения с электромагнитной теорией поля U(1) составляет теорию поля SU(2) ×U(1) для электрослабого взаимодействия.
На локальной группе симметрии SU(3) основана квантовая теория поля для сильного ядерного взаимодействия (цветового) между кварками и глюонами.
Слайд 20

Калибровочная симметрия

Калибровочная симметрия

Слайд 21

Калибровочные бозоны и бозон Хиггса Отдельная презентация автор: Сеитова Диана

Калибровочные бозоны и бозон Хиггса

Отдельная презентация
автор: Сеитова Диана