Симметрия элементарных частиц

2.1. Группа Пуанкаре. Спин и спиральность, дискретные С, Р и Т симметрии. Использование спиральности для описания частиц с высокими спинами.

2.2. Изотопическая инвариантность сильных взаимодействий. G -четность; правила отбора, вытекающие из сохранения G -четности.

2.3. Изотопические свойства электромагнитных взаимодействий. Изотопические соотношения между магнитными моментами гиперонов, соотношения между амплитудами фоторождения и радиационных распадов резонансов.

2.4. SU (3)-симметрия сильных взаимодействий. Классификация элементарных частиц по представлениям SU (3). Нарушение SU (3)-симметрии и массовые формулы. Соотношения между вероятностями различных процессов, вытекающие из SU (3)-симметрии; распады бозонных и барионных резонансов. Нарушение унитарной симметрии в процессах рассеяния. Частицы с чармом. Введение цвета. Глюонная гипотеза.

2.5. Электромагнитные и слабые взаимодействия в унитарной симметрии. Соотношения между электромагнитными вершинами и вероятностями радиационных распадов. Электромагнитное расщепление масс. Унитарная структура слабых взаимодействий. Стандартная модель электрослабого взаимодействия.

2.6. Кварковая модель элементарных частиц. Кварки и их основные свойства, цвет, массы кварков и массовые формулы. Тяжелые b - и t -кварки. Электромагнитные и слабые взаимодействия в рамках кварковой модели, оценки вероятностей переходов. Правила Окубо—Цвейга. Глюоны.

3. Динамика сильных и электромагнитных
взаимодействий

3.1. p N- и p K -рассеяние: данные опыта, фазовый анализ, резонансы. Дисперсионные соотношения. Уравнение Чу-Лоу, уравнения N/D -метода. Фоторождение p -мезонов и резонансов на нуклонах. Данные опыта о фоторождении. Векторная доминантность. Рождение адронных резонансов в e ⁺— e ^–-встречных пучках. Проверка унитарной симметрии, w - j -смешивание. Величина отношения R, область вблизи I /y и новые тяжелые кварки. Дуальность между адронами и кварками в полном сечении e ⁺— e ^–-аннигиляции в адроны.

Данные опыта о рождении частиц в p N и NN -столкновениях. Дифракционный и мультипериферический механизм рождения. Полюсные члены в амплитуде рождения. Определение характеристик p p -взаимодействия методом Чу-Лоу.

3.2. Рассеяние электронов на нуклонах и электромагнитные форм-факторы нуклонов. Экспериментальные данные, формула Розенблюта, дисперсионные соотношения для форм-факторов. Глубоконеупругое рассеяние. Партонная модель, масштабная инвариантность.

3.3. Токи в физике элементарных частиц: коммутационные соотношения для токов, сохраняющиеся токи, электромагнитные и слабые токи, алгебры токов SU (2)? SU (3) и SU (3)? SU (3). Векторная доминантность в электромагнитных взаимодействиях. Частичное сохранение аксиального тока, приближение мягких пионов, правило сумм Адлера—Вайсбергера. Аномальные тождества Уорда.

3.4. Квантовая хромодинамика: отклонения от масштабной инвариантности в процессах глубоконеупругого рассеяния электронов и нейтрино на адронах, в e ⁺— e ^–-аннигиляции в адроны. Дуальность, метод правил сумм в квантовой хромодинамике, понятие о вакуумных конденсатах.

Слабые взаимодействия

4.1. Универсальное V—A -взаимодействие. Токи с D S? 0, угол Кабиббо. Сохранение странности в нейтральных токах, гипотеза симметрии лептонных и кварковых дублетов. Промежуточные бозоны. Введение чарма, механизм GIM. Модель Глэшоу—Салама—Вайнберга, угол Вайнберга. Нейтральные токи.

4.2. Следствия универсального V—A взаимодействия при низких энергиях. Октетная схема Кабиббо. n е -рассеяние и m -распад. b -распад и лептонные распады адронов, двойной b -распад двухнейтринного типа. Процессы m -захвата.

4.3. Нелептонные распады адронов. Правило D Т =1/2 и его обобщение. Сохранение векторного тока, гипотеза РСАС. Соотношение Гольдбергера—Треймана.

4.4. Распады нейтральных К -мезонов и нарушение СР -инвариантности. Феноменология распадов К -мезонов: нелептонные, лептонные распады. Несохранение СР и Т в распадах нейтральных каонов. Интерференционные эффекты в распадах К ⁰-мезонов.

4.5. Физика нейтрино. Взаимодействие нейтрино с нуклонами и ядрами. Три типа нейтрино. Масса нейтрино. Гипотеза нейтринных осцилляций. Нейтринные эксперименты на ускорителях, реакторах, детектирование солнечных нейтрино и нейтрино от взрывов сверхновых. Безнейтринный двойной b -распад ядер.

4.6. Слабые взаимодействия при высоких энергиях. Нейтринные реакции. Их описание в партонной модели, приближенная масштабная инвариантность.

4.7. Поиски выхода за рамки стандартной модели: понятия о суперсимметрии, супергравитации, теории суперструн.