МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ) школа естественных наук ДВФУ
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 2012 г., 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
Лабораторные работы (20 часов)
Занятие 1. Распад Q-шаров. (2часа)
Занятие 2. Солитоны в модели нескольких полей. (2часа)
Занятие 3. Рассеяние в поле вихря. (2часа)
Занятие 4. V – потенциал. (2часа)
Занятие 5. Космические струны со сверхпроводимостью. (2часа)
Занятие 6. Е – шары. (2часа)
Занятие 7. Глобальные вихри. (2часа)
Занятие 8. Пересечение доменных стенок. (2часа)
Занятие 9. Пересечение уровней в (3+1) – мерной модели. (2часа)
Занятие 10. Липатон. (2часа)
контроль достижения целей курса
Вопросы к экзамену:
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.
|