Základy kvantové chromodynamiky

Přednášející:

Ján Nemčík (gar.), Jana Bielčíková (gar.), Boris Tomášik (gar.)

Cvičící:

Ján Nemčík (gar.), Jana Bielčíková (gar.), Boris Tomášik (gar.), Jan Čepila

Předmět zajišťuje:

katedra fyziky

Anotace:

Přednáška je zaměřená na pochopení základních principů kvantové chromodynamiky a jejich praktických aplikací v kontextu současných experimentů v částicové fyzice a fyzice 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

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 základních procesů: kvark-kvark, kvark-gluon a gluon-gluonový rozptyl

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

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)

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

Doporučená literatura:

[5] H. Georgi, Lie Algebras in Particle Physics, Perseus Books, 1999

[6] J. D. Bjorken, S. D. Drell, Relativistic Quantum Theory, McGraw-Hill Book Co.,1965

[7] M. E. Peskin, D. Schroeder, An Introduction To Quantum Field Theory, Westview Press,1992

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: