Образовательная Программа, ЦЕРН, Женева, 2 ноября, 2010 В.Т. Ким, ПИЯФ РАН, Гатчина 1 Введение в физику элементарных частиц лекция 2/2 В.Т. Ким Петербургский. - презентация

1 Образовательная Программа, ЦЕРН, Женева, 2 ноября, 2010 В.Т. Ким, ПИЯФ РАН, Гатчина 1 Введение в физику элементарных частиц лекция 2/2 В.Т. Ким Петербургский Институт Ядерной Физики РАН, Гатчина

2 Образовательная Программа, ЦЕРН, Женева, 2 ноября, 2010 В.Т. Ким, ПИЯФ РАН, Гатчина 2 План лекций Лекция 1 Удивительный мир элементарных частиц Единицы измерений и масштабы Кинематика реакций Зоопарк частиц Стандартной Модели Кварки и конфайнмент Лекция 2 Стандартная Модель электрослабых взаимодействий Спонтанное нарушение симметрии Бозон Хиггса За пределами Стандартной Модели

3 Образовательная Программа, ЦЕРН, Женева, 2 ноября, 2010 В.Т. Ким, ПИЯФ РАН, Гатчина 3 ЕЩЕ РАЗ про КОЛЛАЙДЕРЫ и массы Встречные пучки или один пучок? E L 2 (E) 2 / m Фермилаб: 1 ТэВ х 1 ТэВ E L = ТэВ БАК: 3.5 ТэВ х 3.5 ТэВ E L = ТэВ БАК: 7 ТэВ х 7 ТэВ E L = 10 5 ТэВ два ускорителя по 7 ТэВ или один на ТэВ

4 Образовательная Программа, ЦЕРН, Женева, 2 ноября, 2010 В.Т. Ким, ПИЯФ РАН, Гатчина 4 зоопарк частиц СМ

5 Образовательная Программа, ЦЕРН, Женева, 2 ноября, 2010 В.Т. Ким, ПИЯФ РАН, Гатчина 5 кварки кварки (адроны) - электрослабые и сильные взаимодействия адроны: барионы (три кварка) мезоны (кварк-антикварк) кварки: 6 флейворов (ароматов) три цвета (сильный заряд) дробные электрические заряды слабые (гипер-)заряды глюоны(переносчики сильных взаимодействий): 8 цветов (сильные заряды) электрически нейтральны

6 Образовательная Программа, ЦЕРН, Женева, 2 ноября, 2010 В.Т. Ким, ПИЯФ РАН, Гатчина 6 лептоны лептоны - электрослабые взаимодействия заряженные лептоны: электрон, мюон, τ-лептон нейтральные лептоны: электронное нейтрино мюонное нейтрино τ-нейтрино переносчики взаимодействий: фотон (электромагнитные): нейтральный Z-бозон: слабый заряд электрически нейтральный W ± -бозоны: электрический и слабый заряды

7 Образовательная Программа, ЦЕРН, Женева, 2 ноября, 2010 В.Т. Ким, ПИЯФ РАН, Гатчина 7 Стандартная Модель Элементарных частиц Квантовая Хромодинамика (сильные взаимодействия) Стандартная Модель Стандартная Модель электрослабых взаимодействий Электромагнитные Слабые взаимодействия взаимодействия Электричество Магнетизм

8 Образовательная Программа, ЦЕРН, Женева, 2 ноября, 2010 В.Т. Ким, ПИЯФ РАН, Гатчина 8 Симметрии красота физики мощь математики Симметрия в математике Э. Галуа - теория групп Н.Абель, С. Ли, Э. Нёттер Симметрии в физике А. Пуанкаре - группы Лоренца и Пуанкаре Ю. Вигнер - квантовая механика: спин, Калибровочная инвариантность Г. Вейль, В.А. Фок дополнительный параметер в потенциале калибровочная симметрия

9 Образовательная Программа, ЦЕРН, Женева, 2 ноября, 2010 В.Т. Ким, ПИЯФ РАН, Гатчина 9 Симметрии в физике частиц зарядовое сопряжение (зарядовая С-четность) СРТ-четность Слабые взаимодействия: странные частицы Нарушение пространственной Р-четности Нарушение СР-четности: ассиметрия между частицами и античастицами ассиметрия между веществом и антивществом во Вселенной: А.Д. Сахаров

10 Образовательная Программа, ЦЕРН, Женева, 2 ноября, 2010 В.Т. Ким, ПИЯФ РАН, Гатчина 10 Калибровочные поля Квантовая электродинамика: U(1) Слабые взаимодействия: SU(2) Квантовая хромодинамика: SU(3) Калибровочная симметрия безмассовые бозоны Электрослабые взаимодействия: спонтанно- нарушенная U(1)хSU(2) Ш.Глэшоу, С. Вайнберг, А. Салам Спонтанное нарушение симметрии в электрослабых взаимодействиях: Энглер, Броут, Хиггс (1964) механизм Хиггса маcсы: Z, W ±, бозон Хиггса

11 Образовательная Программа, ЦЕРН, Женева, 2 ноября, 2010 В.Т. Ким, ПИЯФ РАН, Гатчина 11 бозон хиггса Спонтанное нарушение симметрии: Н.Н. Боголюбов Спонтанное нарушение симметрии в физике частиц: Й. Намбу Спонтанное нарушение симметрии в электрослабых взаимодействиях: Энглер, Броут, Хиггс (1964)

12 Образовательная Программа, ЦЕРН, Женева, 2 ноября, 2010 В.Т. Ким, ПИЯФ РАН, Гатчина 12 бозон хиггса Селебрити (VIP) - Z- бозон толпа - бозоны Хиггса изгои - фотоны

13 Образовательная Программа, ЦЕРН, Женева, 2 ноября, 2010 В.Т. Ким, ПИЯФ РАН, Гатчина 13 бозон хиггса Спонтанное нарушение симметрии в электрослабых взаимодействиях: Энглер, Броут, Хиггс (1964)

14 Образовательная Программа, ЦЕРН, Женева, 2 ноября, 2010 В.Т. Ким, ПИЯФ РАН, Гатчина 14 ДИАграммы Фейнмана Вычисление сечений взаимодействий частиц: сечение = |амплитуда процесса| 2 Амплитуды вероятностей процесса диаграммы Фейнмана

15 Образовательная Программа, ЦЕРН, Женева, 2 ноября, 2010 В.Т. Ким, ПИЯФ РАН, Гатчина 15 Масштаб энергий Стандартной Модели

16 Образовательная Программа, ЦЕРН, Женева, 2 ноября, 2010 В.Т. Ким, ПИЯФ РАН, Гатчина 16 Удивительный мир Элементарных частиц Квантовая механика СТО Теория поля Релятивисткая квантовая механика Квантовая теория поля Физика элементарных частиц - мир квантовых объектов и околосветовых скоростей Ответы на вопрос: Из чего сделан и как устроен мир?

17 Образовательная Программа, ЦЕРН, Женева, 2 ноября, 2010 В.Т. Ким, ПИЯФ РАН, Гатчина 17 продолжение следует... Лекция Обзор Физики на Большом адронном коллайдере Проверка Стандартной Модели Поиски бозона Хиггса Поиски новой физики пределами Стандартной Модели на БАК: поиски дополнительных размерностей, гравитона, черных дыр...