Тема 01. Натуральная система единиц. Основные свойства атомных ядер.
Система h=c=1. Базовые размерности. Определение размерности любой физической величины. Короткодействие ядерных сил. Размеры ядер. Атомная единица массы. Энергия связи и дефект массы.
Тема 02. Свойства протона и нейтрона. Спин, изоспин, дейтрон.
Масса, спин и магнитный момент протона и нейтрона. Аномальный магнитный момент и внутренняя структура нуклона. Алгебра матриц Паули. Симметрия волновой функции двух нуклонов. Дейтрон и его основные характеристики.
Тема 03. Капельная модель ядра. Ядерная материя.
Насыщение ядерных сил. Энергия связи как функция массового числа. Роль поверхностного натяжения. Кулоновская поправка на симметрию.
Тема 04. Модель оболочек. Магнитные моменты ядер.
Магические числа. Схема заполнения оболочек с учетом спина и изоспина. Необходимость введения спин-орбитального взаимодействия. Магнитные моменты ядер. Добавка к магнитному моменту от спин-орбитальных сил.
Тема 05. Альфа-распад. Квазистационарные состояния.
Опыт Резерфорда. Прохождение через потенцильный барьер. Квазистационарные состояния: время жизни, период полураспада, постоянная распада. Формула Брейта-Вигнера и S-матрица. Закон Гейгера-Нэтолла.
Тема 06. Бета-распад. Обратный бета-распад. К-захват.
Бета-распад и гипотеза нейтрино. Размерная константа Ферми, кварковый механизм и современная картина бета-распада. Вычисления по «золотому правилу Ферми», кривая Кюри. Обратный бета-распад и К-захват. Формулы энергетического баланса.
Тема 07. Несохранение четности. График Кюри и масса нейтрино.
Пространственная инверсия, полярный и аксиальный векторы. Гипотеза Ли и Янга. Опыт Ву. Нарушающая четность корреляция при бета-распаде. Правые и левые частицы. График Кюри и масса нейтрино. Осцилляции нейтрино.
Тема 08. Гамма переходы. Деление ядер.
Гамильтониан электромагнитного взаимодействия. Мультипольное излучение. Операторы перехода и изменения четности. Внутренняя конверсия и рождение пар. Деление ядер. Спонтанное деление и потенциальный барьер. Индуцированное деление и пример урана-235.
Тема 09. Принципы симметрии и нуклон-нуклонное взаимодействие.
Трансляционная симметрия. Симметрия относительно вращения для частиц со спином. Вращение для системы двух нуклонов. Пространственная инверсия. Антиунитарный оператор обращения времени. Общий вид потенциала взаимодействия двух нуклонов.
Тема 10. Мезонная природа ядерных сил. Кварки.
Потенциал Юкавы. Феноменологическая форма потенциала. Мезоны и мезонные обмены. Составная природа нуклона. Первое знакомство с кварками. Статическая кварковая модель адронов. Формфактор и размер нуклона.
Тема 11. Ядерное вещество в экстремальных условиях.
Ядра вдали от долины устойчивости и нейтронно-избыточные ядра. Ядра с электрическим зарядом > 137. Высокие спины и деформации. Ядерная материя внутри нейтронных звезд.
Тема 12. Столкновения тяжелых ионов и кварк-глюонная плазма.
Столкновения релятивистских тяжелых ионов. Коллайдеры RHIC и LHC. Температура, плотность, химический потенциал. Фазовая диаграмма КХД и возможные фазовые переходы.
Основная литература:
- Л.Д.Ландау и Е.М. Лившиц, «Квантовая Механика» (том 3), [любое издание].
- Л. Ландау и Я. Смородинский, «Лекции по Теории Атомного Ядра», [любое издание].
- Ю.М. Широков, Н.П. Юдин, «Ядерная Физика», М.: Наука, 1980.
- В.В. Маляров, «Основы Теориия Атомного Ядра», М.: Наука, 1967.
Дополнительная литература:
- К. Готтфрид и В. Вайскопф, «Концепция Физики Элементарных Частиц», М.: Мир, 1988.
- Л.Б. Окунь, «Элементарное Введение в Физику Элементарных Частиц», М.: Физматлит, 2009.
Учебно-методическая литература
А.Б. Мигдал, «Качественные Методы в Квантовой Теории», М.: Наука, 1975.