РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД) Квантовая хромодинамика
Направление подготовки 011200.68 Физика ОП – Теоретическая физика Форма подготовки - очная/
Школа естественных наук ДВФУ
Кафедра теоретической и экспериментальной физики
курс 2 семестр 3
лекции 10 (час.)
практические занятия _ час.
лабораторные работы 20 час.
всего часов аудиторной нагрузки 30 (час.)
самостоятельная работа 78 (час.)
контрольные работы (количество)
зачет _ семестр
экзамен 3 семестр Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (приказ Минобрнауки от 18 ноября 2009 № 637 ).
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры теоретической и экспериментальной физики «26» июня 2013г., протокол №17 Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., профессор Белоконь В.И.
Составитель д.ф.-м.н., профессор Молочков А.В.
Оборотная сторона титульного листа РПУД I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20___ г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ В.И. Белоконь
(подпись) (И.О. Фамилия)
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20___ г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ В.И. Белоконь
(подпись) (И.О. Фамилия) Аннотация
Рабочая программа дисциплины «Квантовая хромодинамика» для студентов, обучающихся по направлению магистерской подготовки 011200.68 – Физика по образовательной программе «Теоретическая физика» составлен в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования третьего поколения.
Дисциплина «Квантовая хромодинамика» входит в вариативную часть профессионального цикла.
Преподавание дисциплины связано с другими курсами государственного образовательного стандарта: «Квантовая теория поля», «Современные проблемы физики элементарных частиц», «Методы квантовой теории поля», «Квантовая теория поля на решетке».
Цель - дать представление об адронной структуре вещества, неабелевых калибровочных полях и аномалий, присутствующих в теории возмущения.
Задачи:
Дать представление об адронной структуре материи.
Дать представление о квантовании не абелевых калибровочных теорий.
Изложить аномалии теории возмущений.
Дать представление о квантовании спонтанно нарушенных калибровочных теорий.
Дисциплина направлена на формирование следующих компетенций выпускника:
ОК-1 – способность демонстрировать углубленные знания в области математики и естественных наук;
ОК-5 – способность порождать новые идеи;
ОК-7 – способность адаптироваться к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности, к изменению социокультурных и социальных условий деятельности;
ОК-10 – способность использовать базовые знания и навыки управления информацией для решения исследовательских профессиональных задач, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны;
ПК-1 – способность свободно владеть фундаментальными разделами физики, необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своей магистерской программой);
ПК-2 – способность использовать знания современных проблем физики, новейших достижений физики в своей научно-исследовательской деятельности;
ПК-5 – способность использовать свободное владение профессионально-профилированными знаниями в области информационных технологий, современных компьютерных сетей, программных продуктов и ресурсов Интернет для решения задач профессиональной деятельности, в том числе находящихся за пределами профильной подготовки;
ПК-6 – способность свободно владеть разделами физики, необходимыми для решения научно-инновационных задач (в соответствии с профилем подготовки);
ПК-7 – способность свободно владеть профессиональными знаниями для анализа и синтеза физической информации ( в соответствии с профилем подготовки);
ПК-8 – способность проводить свою профессиональную деятельность с учетом социальных, этических и природоохранных аспектов;
ПК-9 – способность организовать и планировать физические исследования;
ПК-10 – способность организовать работу коллектива для решения профессиональных задач;
ПК-11 – способность руководить научно-исследовательской деятельностью студентов младших курсов и школьников в области физики.
СТРУКТУРА И содержание теоретической части курса
Тема 1: Партонная модель структуры адронов (1час)
Адроны, партоны, кварки, глюоны Структура адронов.
Тема 2: Неабелевы калибровочные поля (1час)
Геометрия калибровочной инвариантности. Лагранжиан Янга-Миллса. Калибровочно-инвариантная вильсоновская петля. Основные положения из теории алгебр Ли.
Тема 3: Квантование неабелевых калибровочных теорий (2час)
Взаимодействия неабелевых калибровочных бозонов. Лагранжиан Фадеева-Попова. Духи и унитарность. Симметрия БРСТ. Однопетлевые расходимости в неабелевой калибровочной теории. Асимптотическая свобода: метод фонового поля. Асимптотическая свобода: качественное объяснение.
Тема 4: Квантовая хромодинамика (1час)
От кварков к КХД. Аннигиляция в адроны. Глубоконеупругое рассеяние. Процессы жесткого рассеяния при столкновениях адронов. Эволюция партонов. Измерения .
Тема 5: Операторные произведения и эффективные вершины (2час)
Перенормировка массы кварка. КХД перенормировка слабых взаимодействий. Операторное разложение. Операторный анализ -аннигиляции. Операторный анализ глубоконеупругого рассеяния.
Тема 6: Аномалии теории возмущений (1час)
Аксиальный ток в двух измерениях. Аксиальный ток в четырех измерениях. Голдстоуновские бозоны и киральные симметрии в КХД. Киральные аномалии и киральные калибровочные теории. Аномальное нарушение масштабной инвариантности.
Тема 7: Калибровочные теории со спонтанным нарушением симметрии (1час)
Механизм Хиггса. Теория слабых взаимодействий Глэшоу-Вайнберга-Салама. Симметрии теории кварков и лептонов.
Тема 8:Квантование спонтанно нарушенных калибровочных теорий (1час)
калибровки. Теорема эквивалентности голдстоуновских бозонов. Однопетлевые поправки к калибровочной теории слабого взаимодействия.
СТРУКТУРА И содержание практической части курса
Лабораторная работа 1. Распад Q-шаров. (2часа)
Лабораторная работа 2. Солитоны в модели нескольких полей. (2часа)
Лабораторная работа 3. Рассеяние в поле вихря. (2часа)
Лабораторная работа 4. V – потенциал. (2часа)
Лабораторная работа 5. Космические струны со сверхпроводимостью. (2часа)
Лабораторная работа 6. Е – шары. (2часа)
Лабораторная работа 7. Глобальные вихри. (2часа)
Лабораторная работа 8. Пересечение доменных стенок. (2часа)
Лабораторная работа 9. Пересечение уровней в (3+1) – мерной модели. (2часа)
Лабораторная работа 10. Липатон. (2часа)
контроль достижения целей курса
Студенты должны выполнить все лабораторные работы и защитить их у преподавателя, также необходимо ответить на вопросы на экзамене.
Вопросы на экзамен:
Партонная модель структуры адронов.
Неабелевы калибровочные поля.
Квантование неабелевых калибровочных теорий.
Квантовая хромодинамика.
Операторные произведения и эффективные вершины.
Аномалии теории возмущений.
Калибровочные теории со спонтанным нарушением симметрии.
Квантование спонтанно нарушенных калибровочных теорий.
Распад хиггсовского бозона.
тематика и перечень курсовых работ и рефератов
Курсовые работы не предусмотрены рабочим учебным планом.
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная литература
В.А.Рубаков. Классические калибровочные поля: бозонные поля. М.: КомКнига, 2005. – 296 с. - http://bib.tiera.ru/b/104698
В.А.Рубаков. Классические калибровочные поля: Теория с фермионами, Неоммутативные теории. М.: КомКнига, 2005, - 240с. - http://bib.tiera.ru/b/110079
Greiner W., Schramm S., Stein E. Quantum chromodynamics. 3ed., Springer, 2007. –
Препарата Дж. Реалистическая квантовая физика. М.: Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2005, 124 с. - http://nuclphys.sinp.msu.ru/books/ft/preparata.djvu
Зи Э. Квантовая теория поля в двух словах. – М.: Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2009. – 632 с. - http://www.ph4s.ru/books/kvanty/zi.rar
Дополнительная литература
Пескин М.Е., Шрёдер Д.В. Введение в квантовую теорию поля. – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. – 784 с.
Райдер Л. Квантовая теория поля. – Волгоград: «Платон», 1998. – 511 с.
Поляков А.М. Калибровочные поля и струны. – Ижевск: Издательский дом «Удмуртский университет», 1999. – 312 с.
Хуанг К. Кварки, лептоны и калибровочные поля. – Москва: Мир, 1985. – 382 с.
Ченг Т.-П., Ли Л.-Ф. Калибровочные теории в физике элементарных частиц. – Москва: Мир, 1987. – 644 с.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ) <Школа естественных наук ДВФУ>
КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ
по дисциплине «Квантовая хромодинамика»
|