Τμήμα Φυσικής

18206  Στοιχειώδη Σωμάτια     

Ιστοσελίδα μαθήματος: https://eclass.uoa.gr/courses/PHYS236 

Περιεχόμενο μαθήματος

• Ανασκόπηση: Εξίσωση Klein-Gordon, εξίσωση Dirac. Αντισωματίδια και σπιν. Άλγεβρα πινάκων Dirac. Διαγράμματα Feynman και αναλλοίωτο πλάτος φυσικής διαδικασίας. Διασπάσεις, σκέδαση, ενεργός διατομή. Φασικός χώρος και ολοκλήρωσή του.
• Λεπτόνια και Κβαντική Ηλεκτροδυναμική: Αλληλεπιδράσεις, θεωρίες βαθμίδας, «ανακάλυψη» του ηλεκτρομαγνητισμού. Ηλεκτροδυναμική σωματιδίων χωρίς σπιν: αλληλεπίδραση πιονίου με ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Διαγράμματα και κανόνες Feynman, διαδότης φωτονίου. Διαδικασίες σκέδασης π+Κ+ → π+Κ+, π+π+ → π+π+, π+π− → π+π−. Ηλεκτροδυναμική σωματιδίων με σπιν: αλληλεπίδραση ηλεκτρονίου με ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Διαγράμματα και κανόνες Feynman. Διαδικασίες e+e− → μ+μ−, e+e− → e+e−, e−μ+ → e−μ+. Σκέδαση Compton.
• Διορθώσεις ανώτερης τάξης: Ποιοτική ανάλυση ανακανονικοποίησης φορτίου και μάζας. Το «τρέξιμο» της σταθεράς σύζευξης.
• Αδρόνια και Κβαντική Χρωμοδυναμική: Φαινομενολογία νουκλεονίων και μεσονίων. Σκέδαση ηλεκτρονίου-πρωτονίου. Βαθιά ανελαστική σκέδαση. Πρότυπο παρτονίων και συναρτήσεις δομής. Εξισώσεις εξέλιξης κλίμακας και συναρτήσεις θρυμματισμού. Χρώμα και SU(3). Διαγράμματα και κανόνες Feynman. Σκέδαση παρτονίων, διαδικασίες qq → qq, qg → qg, gg → gg. Διαδικασία Drell-Yan. Ποιοτική περιγραφή αδρονικών αντιδράσεων.
• Ασθενείς αλληλεπιδράσεις: Παραβίαση ομοτιμίας και μορφή V−A του ασθενούς ρεύματος. Μοντέλο Fermi και ασθενείς διασπάσεις λεπτονίων και αδρονίων. Μοντέρνα εικόνα μέσω ανταλλαγής μποζονίων W. Καθολικότητα λεπτονικής γεύσης. Διάσπαση β. Μερικώς διατηρούμενα αξονικά ρεύματα. Σκέδαση νετρίνου-κουάρκ. Βαθιά ανελαστική σκέδαση νετρίνου. Ουδέτερα ρεύματα. Ελαστική σκέδαση νετρίνου-ηλεκτρονίου.
• Το Καθιερωμένο Πρότυπο: Ηλεκτρασθενής θεωρία: SU(2)×U(1), τα μποζόνια W±, Z και γ. Αυθόρμητη ρήξη συμμετρίας, μηχανισμοί Nambu-Goldstone και Brout-Englert-Higgs. Το πλήρες Καθιερωμένο Πρότυπο, φυσική των μποζονίων W και Z. Παραγωγή και διάσπαση των κουάρκ b και t. Ανακάλυψη του μποζονίου Higgs.
• Συμμετρίες CP και CPT: Μίξη βαρέων ουδέτερων μεσονίων. Ανακάλυψη παραβίασης της συμμετρίας CP στα ουδέτερα καόνια. Παραβίαση της συμμετρίας CP σε άλλα ουδέτερα μεσόνια.
• Μάζες των νετρίνων: Ταλαντώσεις νετρίνων. Φύση νετρίνων (Dirac/Majorana) και μάζες.