Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2023/2024

Základy kvantové chromodynamiky

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
02ZQCD Z,ZK 6 3+2 česky

Podmínkou zápisu na předmět 02ZQCD je, že student úspěšně absolvoval 02KTPA2 nebo získal zápočet a nevyčerpal všechny zkouškové termíny předmětu 02KTPA2. Předmět 02ZQCD lze klasifikovat až po úspěšné klasifikaci předmětu 02KTPA2

Garant předmětu:
Jana Bielčíková
Přednášející:
Jana Bielčíková
Cvičící:
Jan Čepila, Matěj Vaculčiak
Předmět zajišťuje:
katedra fyziky
Anotace:

Cílem předmětu je pochopení základních principů teorie silné interakce od konstituentního modelu kvarků a SU(3) „flavour“ symetrie, přes studium struktury nukleonů v hluboce nepružném rozptylu leptonů na nukleonech, partonový model až po základy teorie kvantové chromodynamiky a jejích praktických aplikací v kontextu současných experimentů v částicové fyzice a fyzice ultra-relativistických jádro-jaderných srážek.

Požadavky:

Znalosti na úrovni základního kurzu fyziky, znalost kvantové mechaniky a kvantové teorie pole

Osnova přednášek:

1. Spektrum hadronů, základní pojmy z teorie grup

2. Nerelativistický model konstituentních kvarků, SU(3) „flavour“ a SU(3)xSU(2) „flavour-spin“ symetrie

3. Pružný, nepružný a hluboce nepružný rozptyl leptonů na nukleonech

4. Partonový model (partonové distribuční funkce, součtová pravidla, univerzalita strukturních funkcí, anihilace

elektronů a pozitronů při vysokých energiích, Drell-Yanova produkce dileptonů)

5. Lagrangián kvantové chromodynamiky (QCD), rozdíly mezi kvantovou elektrodynamikou a chromodynamikou, běžící vazbová konstanta QCD a její měření, asymptotická svoboda, poruchová QCD.

6. Feynmanova pravidla v QCD a výpočet základních procesů: kvark-kvark, kvark-gluon a gluon-gluonový rozptyl

7. QCD zdokonalený partonový model (WWA aproximace, větvící funkce, DGLAP evoluční rovnice)

8. Jety: jetové rekonstrukční algoritmy a experimentální měření jetů

9. Monte-Carlo generátory ve fyzice částic a modely hadronizace

10. Uvěznění kvarků, chirální symetrie, kvark-gluonové plazma, výpočty QCD na mřížce

11. Spin a třírozměrná struktura nukleonu

Osnova cvičení:

1. Spektrum hadronů, základní pojmy z teorie grup

2. Nerelativistický model konstituentních kvarků

3. Pružný a nepružný rozptyl leptonů na nukleonech

4. Partonový model (partonové distribuční funkce, součtová pravidla)

5. Fragmentace a fragmentační funkce

6. Anihilace elektronů a pozitronů při vysokých energiích, Drell-Yanova produkce dileptonů

7. Lagrangián kvantové chromodynamiky (QCD), rozdíly mezi kvantovou elektrodynamikou a chromodynamikou

8. Feynmannova pravidla pro stromové diagramy, výpočet rozptylů: kvark-kvark, kvark-gluon a gluon-gluon

9. Běžící vazbová konstanta QCD a její měření, asymptotická svoboda, poruchová kvantová chromodynamika

10. Jety, experimenty ve fyzice vysokých energií a algoritmy pro rekonstrukci jetů

11. Uvěznění kvarků, chirální symetrie, kvark-gluonové plazma

12. Výpočty QCD na mřížce

Cíle studia:

Znalosti:

Základy teorie silných interakcí a kvantové chromodynamiky zaměřené především na použití v současných částicových experimentech

Schopnosti:

Samostatné řešení jednodušších úloh z kvantové chromodynamiky a orientace ve složitějších výpočtech

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] F. Halzen, A.D. Martin, Quarks and Leptons , John Wiley and sons, 1984

[2] W. Greiner, S. Schramm, E. Stein, Quantum Chromodynamics , Springer, 1989

[3] J. Chýla, Quarks, partons and Quantum Chromodynamics, (skripta k přednášce na MFF UK Praha 2003)

Doporučená literatura:

[4] R. Vogt, Ultrarelativistic Heavy-Ion Collisions, Elsevier Science, 2007, 6. kapitola

[5] H. Georgi, Lie Algebras in Particles Physics (From Isospin to Unified Theories), Addison-Wesley Publ., 1982

Poznámka:
Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:
Rozvrh není připraven
Rozvrh na letní semestr 2023/2024:
Rozvrh není připraven
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 16. 3. 2024
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese https://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet25044805.html