Электрослабое взаимодействие

1. Лагранжиан Стандартной Модели.

Тема 1. Эффект Голдстоуна.
Неперенормируемость 4-фермионного взаимодействия,
теория массивного векторного бозона
эффект Голдстоуна – спонтанное «нарушение» симметрии
киральная симметрия КХД
соотношение Гольдбергера-Треймана
решаемые примеры: U(1), O(3), SU(2).

Тема 2. Эффект Хиггса.
Локальная U(1),
эффект Хиггса
бозон Хиггса
унитарная калибровка, калибровка Ландау, R-калибровки.

Тема 3. Бозонный сектор Стандартной Модели.
Локальная SU(2),
лагранжиан векторных полей,
хиггсовский сектор
«охранная» симметрия
SU(2)xU(1) теория Глэшоу-Вайнберга-Салама: хиггсовский и калибровочный секторы.

Тема 4. Фермионы в Стандартной Модели.
Левые и правые фермионы
слабые взаимодействия лептонов и кварков
фермиевская константа G
определение параметров SU(2)xU(1)-модели
нейтральные токи
треугольные аномалии: кварк-лептонная симметрия, нейтральность атома водорода и нейтрино в СМ.

2. Бозонный сектор Стандартной Модели.

Тема 5. Свойства W- и Z-бозонов.
Рождение и распады W- и Z-бозонов.

Тема 6. Свойства бозона Хиггса.
Бозон Хиггса: масса, рождение, распады.

3. Распады элементарных частиц

Тема 7. Взаимодействия и массы нейтрино.
Рассеяние нейтрино на электроне
глубоко-неупругое рассеяние нейтрино на нуклоне
масса нейтрино.

Тема 8. Осцилляции нейтрино.
Осцилляции электронного нейтрино – эксперимент KamLAND
солнечные нейтрино
влияние вещества
осцилляции мюонного нейтрино в тау-нейтрино — атмосферные нейтрино,
ускорительные эксперименты
случай трех нейтрино (матрица PMNS).

Тема 9. Универсальное слабое взаимодействие.
Левые заряженные токи.
Нарушение Р- и С- и СР- инвариантности.
Универсальность заряженного тока.
Нейтральный ток.

Тема 10. Распад мюона.
Амплитуда распада.
Вероятность распада.
Распад поляризованного мюона.
Качественное обсуждение.

Тема 11. Лептонные и полулептонные распады мезонов и барионов.
ud- ток и его свойства.
Распады пионов.
Распад нейтрона.
Распады, инициируемые us- током.
SU(3)- симметрия в распадах гиперонов

Тема 12. Распады гиперонов и К- мезонов.
Нелептонные распады гиперонов.
Правило ΔТ=1/2.
Нелептонные распады К-мезонов.

Тема 13. Смешивание нейтральных К- мезонов. Нарушение СР.
Осцилляции нейтральных К- мезонов.
Разность масс нейтральных К- мезонов и GIM- механизм.
Нарушение СР- симметрии в распадах К- мезонов.
СР- нечетное смешивание и прямое нарушение СР- симметрии.


Тема 14. Распады тау- лептона.

Лептонные распады тау-лептона.
Полуадронные распады тау-лептона.
Проверка гипотезы дуальности в распадах тау-лептона.

Тема 15. Распады очарованных адронов.
Очарованные адроны, распадающиеся за счёт слабых взаимодействий.
Времена жизни очарованные адронов.
Гипотеза дуальности и спектаторное прближение.
Нарушение спектаторного приближения в распадах нейтральных D- мезонов.
Глюонное усиление. Обменные эффекты. Слабая аннигиляция.

Тема 16. Распады В- мезонов.
Подавление слабой аннигиляци в распадах В- мезонов.
Параметризация матрицы CKM.
Смешивание нейтральных В- мезонов.
Нарушение СР- симметрии в распадах В- мезонов и треугольник унитарности.

Скачать лекции

Основная литература

  1. Окунь Л.Б. Лептоны и кварки. – М.: Наука, 1990
  2. Высоцкий М.И. Лекции по теории электрослабых взаимодействий, Физматлит, М., 2011
  3. Пескин М., Шредер Д. Введение в квантовую теорию поля. – Пер. с англ.. – М.: R&C Dynamics, 2001.

Дополнительная литература

  1. Ахиезер А.И., Берестецкий В.Б. Квантовая электродинамика, третье издание. – М.: Наука, 1969.
  2. Берестецкий В.Б., Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Квантовая электродинамика, том IV Теоретической Физики Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшица. –М.: Физматлит, 2001.
  3. Боголюбов Н.Н., Ширков Д.В. Квантовые поля. – М.: Наука, 1980.
  4. Бьёркен Дж., Дрелл С.Д. Релятивистская квантовая теория. – т. I, II: Пер. с англ. – М.: Мир, 1978.
  5. Вайнберг С. Квантовая теория поля. – т. I,II: Пер. с англ.. – M.: Физматлит, 2003; т. III: Пер. с англ.. – M.: Фазис, 2002.
  6. Горбунов Д.С., Рубаков В.А. Введение в теорию ранней Вселенной: теория горячего Большого взрыва. М.: ЛКИ, 2008.
  7. Терентьев М.В. Введение в теорию элементарных частиц. М.: ИТЭФ, 1998. Скачать PDF