Základy kvantové chromodynamiky
Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
---|---|---|---|---|
02ZQCD | Z,ZK | 6 | 3+2 | česky |
- Vztahy:
- 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:
- Přednášející:
- Cvičící:
- 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:
- Další informace:
- Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje
- Předmět je součástí následujících studijních plánů:
-
- Jaderná a částicová fyzika (povinný předmět programu)
- Kvantové technologie (volitelný předmět)