-электронов по энергиям.|
Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://foroff.phys.msu.ru/phys/courses/cmsu35.htm
Дата изменения: Sun Jul 6 05:08:23 2008 Дата индексирования: Mon Oct 1 21:10:01 2012 Кодировка: koi8-r |
7 семестр, 36 часов.
I. Электромагнитное взаимодействие.
-электронов по энергиям.II. Сильное взаимодействие.
8 семестр, 32 часа
7-8 семестр, 68 часов
7 семестр, 36 часов
Предмет релятивистской кинематики, связь с другими разделами физики. Квантовая теория, координатное и импульсное представления. Специальная теория относительности, 4-векторы, 4-импульсы, законы сохранения, единицы измерения, системы отсчета. Группа Лоренца, группа Пуанкаре, инварианты группы, общее преобразования Лоренца, бусты.
Элементарнные частицы, резонансы. Одночастичные состояния, двухчастичные состояния. Спин, магнитное кв. число, спиральность. Дискретные преобразования, пространственная четность, зарядовая четность, изоспин, G-четность. Коэффициенты векторного сложения. Преобразования конечных вращений, D-функции.
Классификация процессов в физике высоких энергий, амплитуда процесса, сечение реакции, ширина распада, дифференциальное сечение. Фазовое пространство, инвариантный и неинвариантный фазовые объемы. Интегрирование по фазовому пространству, рекурентные соотношения для фазового объема, распределения.
Распад на две частицы. Двухчастичный фазовый объем. Распад в покое, энергии и импульсы частиц, угол распада. Распад на лету, углы разлета, распределения. Эллипсоид импульсов, предельные углы разлета. Распад на две частицы равной массы.
Конкретные физические процессы. Двухпионный распад каона, определение энергии каона. Распады с участием фотонов. Двухфотонный распад пиона, минимальный угол разлета, энергетический спектр фотонов, энергия пиона. Измерение одних направлений.
Трехчастичные распады. Кинематические переменные. Распределения в системе покоя нестабильной частицы, диаграмма Далитца. Распады на лету, распределение по поперечному импульсу. Трехфотонные распады, конус распада.
Феноменологические матричные элементы двух и трехчастичных распадов. Распределения по диаграмме Далитца. Определение спина трехмезонных резонансов методом Земаша. Спин омега мезона. Анализ четырехпионных систем.
Двухчастичные реакции. Инвариантные переменные, область изменения переменных, s-, t- и u- каналы реакции, связь с трехчастичными распадами. Каскадные двухчастичные процессы. Системы Готфрида-Джексона, спиральностей и др. Однопионный обмен. Модель Редже.
Квазидвухчастичные реакции с участием частиц со спином. Преобразование амплитуды при преобразовании конечных вращений. Представление спиральностей, свойства симметрии спиральных амплитуд, матрица плотности. Матрицы плотности в различных системах отсчета. Угловые распределения и корреляции.
Парциально-волновой анализ квазидвухчастичных реакций. Расчет угловых распределений конкретных процессов с участием ро-, омега- и пи- мезонов.
Описание процессов множественного рождения частиц. Распределения по фазовому объему. Диаграмма Чу-Лоу. Область фрагментации и пионизации множественных процессов, центральная кинематическая область. Скейлинг, поперечно-усеченное фазовое пространство.
Периферический просесс 2->3. Продольное фазовое пространство. Диаграмма Ван-Хова. Мультиперифирические просессы. Постулаты мультиперифиризма. Распределение по быстроте, множественность вторичных частиц. Кварк-партонная структура нуклона.
Кинематика инклюзивных реакций. Продольный и поперечный импульсы, быстрота, переменная Фейнмана, другие переменные. Граница физической области. Инвариантные одночастичные сечения, правила сумм. Двухчастичные распределения, корреляции. Инклюзивное образование тяжелых частиц с последующим распадом.
Глубоконеупругие процессы. Партоны, феноменология и кинематика лептон-партонных взаимодействий, скейлинг. Система Брейта. Процессы Дрела-Яна. Адронные процессы с большими Рт, струи.
Численные методы кинематики. Математические основы метода Монте-Карло моделирования процессов. Браковка событий. М-генератор, генератор Ван-Хова. Сходимость метода Монте-Карло. Учет аксептанса установки, аппаратного разрешения.
Кинематический анализ реакций. Постановка задачи. Функционал минимизации, метод множителей лагранжа. Численные процедуры минимизации, критерии сходимости фита, критерии корректности ошибок измерения, интерпретация результатов. Примеры кинематического фита эксклюзивных реакций.
9 семестр, 36 часов
Обзор экспериментальной базы для постановки экспериментальных исследований. ОИЯИ (Дубна). ИФВЭ (Протвино). ЦЕРН (Женева). ФНАЛ (Батавия). БНЛ (Брукхэйвен). Состояние сооружения новой экспериментальной базы. УНК (Протвино). LHC (Женева).
Полные сечения. Экспериментальные методы: метод пропускающих счетчиков, годоскопическая установка. Требования на параметры пучка. Введение поправок. Обзор экспериментальных данных. Серпуховской эффект. Рост полных сечений.
Упругое рассеяние. Методы регистрации упругого рассеяния. Системы координат. Кинематические переменные. Матрица рассеяния. Унитарность. Амплитуда рассеяния вперед. Оптическая теорема. Диффракционный конус. Наклон диффракционного конуса В. Измерение полных сечений и параметра наклона диффракционного конуса. Геометрическая картина рассеяния в представлении прицельного параметра. Физический смысл параметра наклона В. Методы исследований. Результаты.
Упругое рассеяние на малые углы при высоких энергиях. Новые методы и экспериментальные установки. Поведение дифференциальных сечений при малых t. РР-рассеяние. Энергетическая зависимость параметра наклона. Зависимость параметра наклона от t. Кроссовер. Параметр наклона и полные сечения. Экспериментальные исследования энергетической зависимости действительной части амплитуды упругого рассеяния вперед. Проверка выполнения дисперсионных соотношений.
Исследование зарядово-обменных процессов в пион-протонных взаимодействиях. Постановка исследований. Создание и развитие детекторов типа ГАМС. Установки ГАМС и NA-12. Основные физические результаты. Особенности в поведении сечений в различных реакциях. Поиск и открытие нейтральных мезонов с высокими спинами.
Поляризационные эффекты в адронной физике. Теоретическое введение. Спин. Матрица плотности. Матрица реакции. Условие унитарности. Условие обратимости процесса во времени. Соотношение Ферми. Гипотеза сохранения спиральности. Асимптотические соотношения между поляризациями в перекрестных каналах. Классификация поляризационных экспериментов.
Основные экспериментальные результаты. Поляризация в упругом рассеянии частиц (пи-, К- мезонов и протонов) и античастиц на протонах. Структура в поведении поляризации от квадрата переданного импульса t. Энергетическая зависимость поляризации. Спиновые эффекты в зарядовообменных процессах и других эксклюзивных реакциях. Поляризация гиперонов. Магнитные моменты. Спиновые эффекты в инклюзивном образовании заряженных и нейтральных мезонов в области фрагментации пучка и центральной области.
Методические вопросы. Создание поляризованных пучков. Поляризованные мишени. Поляриметры. Поляризованная струйная мишень обычного типа. Ультрахолодная струйная поляризованная мишнь. Ускорение поляризованных протонов. Резонансы и способы их прохождения. Спиновые змейки. Проекты ускорения поляризованных протонов во FNAL.
Постановка экспериментальных исследований на коллайдерах. Установки UA1 и UA2 на SPPS. Основные физические результаты. Открытие W и Z бозонов.
Установки CDF и D0 в Фермилабе. Основные физические результаты. Программа исследований на установке D0. Установка ММС на УНК. Основные физические задачи на многомюонном спектрометре.
Программа экспериментальных исследований на УНК. Установка НЕПТУН. Калориметрический комплекс. Трековая система. Черенковский счетчик типа СКОЧ. Система сбора данных. Результаты методических исследований сооружаемых детекторов. Основные физические задачи. Исследования поляризационных эффектов в упругом рр- рассеянии в трех кинематических областях. Асимметрия в инклюзивном образовании прямых гамма-квантов, заряженных и нейтральных мезонов в центральной области. Асимметрия в образовании лептонных пар. Измерение асимметрии, поляризации и параметра передачи спина в инклюзивном образовании гиперонов.
Программа исследований с фиксированной мишенью в адронной зоне УНК. Характеристики пучков в сооружаемой зоне. Установка ГЛЮОН (физика глюболов). Установка МЧС (В- физика).
9 семестр, 36 часов
Обшие свойства лептонов и кварков. Экспериментальные следствия электрослабой модели: Классификация лептонов и кварков. Электромагнитое взаимодействие.Феноменологическое и 4-х фермионное слабое взаимодействие. Стандартная модель электрослабых взаимодействий. Следствия теоретических моделей, расширяющих стандартную модель.
Методика экспериментальных исследований электрослабых взаимодействий: Основные параметры дейсвующих и проектируемых ускорителей высоких энергий.Условия проведения экспериментов в е+е2 встречных пучках. Детекторы для исследования е+е- взаимодействий.Условия проведения экспериментов на адронных коллайдерах. Детекторы для адронных коллайдеров. Лептонные пучки на ускорителях высоких энергий. Детекторы для исследования в лептонных пучках.
Проверка КЭД в экспериментах с лептонами: Методы измерения (g-2) факторов. Измерение (g-2) фактора для мюона. Аномальный магнитный момент электронов и позитронов. Эксперименты с лептонами по проверке дискретных симметрий. Проверка КЭД в е+е- взаимодействиях.
Взаимодействие лептонов с нуклонами: Описание глубоконеупругих процессов. Кварк-партонная модель. Экспериментальные следствия КХД. Измерение структурных функций нуклона. Определение параметра R=сигмаL/сигмаT.Образование тяжелых кварков в нейтринных взаимодействиях.
Проверка электрослабой теории: Нейтральные адронные токи в nu взаимодействиях. Нейтральные лептонные токи в nu взаимодействиях. Электрослабая интерференция в рассеянии заряженных лептонов на нуклонах. Электрослабая интерференция при образовании фермионов в е+е- аннигиляции. Образование промежуточных векторных бозонов на PP-коллайдерах. Смешивание нейтральных B-мезонов. Открытие t-кварка. Поиск хиггсовского бозона. Поиск осцилляций нейтрино.Измерение массы нейтрино. Нарушение четности в атомных переходах. Астрофизические следствия стандартной модели.
Поиск отклонения от стандартнной модели: Определение элементов матрицы смешивания Кабаяши-Маскава. Редкие распады К-мезонов.Распады mю в е+гамма,3e. Поиск заряженных хиггсовских бозонов. CP-нарушение в распадах нейтральных К- и B-мезонов. Поиск частиц, предсказываемых в лево-право симметричных моделях. Поиск суперсимметричных частиц.
9-10 семестры, 68 часов
Пространственно-временная и дискретные симметрии. Спиральность. Пространственная и зарядовая четности. Изотопическая симметрия, G-четность, странность.
Классификация частиц по мультиплетам группы SU(3). Кварковый состав адронов. Смешивание псевдоскалярных мезонов. Идеальное смешивание векторных мезонов. Правило Окубо-Цвейга-Ицзуки. Массовая формула Гелл-Манна - Окубо.
Классификация слабых распадов частиц. Четырехфермионное взаимодействие, константа Ферми. V-A структура слабого взаимодействия. Заряженные и нейтральные лептонные токи.
Слабые взаимодействия кварков. Угол Кабиббо. Правила отбора. Матрица Кобаяши - Маскава. Полулептонные распады гиперонов. Константы F и D.
Спонтанное нарушение симметрии. Теорема Голдстоуна. Механизм Хиггса. Модель электрослабых взаимодействий Салама - Вайнберга. Лагранжиан и типы взаимодействий. Угол Вайнберга. Массы промежуточных бозонов и фермионов. Хиггсова частица. Распады W и Z.
Глубоконеупругое лептон - адронное рассеяние. Структурные функции. Бьеркеновский скейлинг. Соотношение Каллана - Гросса. Партонная модель. Глубоконеупругое рассеяние нейтрино и антинейтрино.
Нарушение скейлингового поведения структурных функций в КХД. Эволюционное уравнение Альтарелли - Паризи для кварковых и глюонных распределений.
Инклюзивное рождение адронов. Функции фрагментации кварков в адроны. Выражение для инклюзивного спектра через функции фрагментации. Схемы адронизации, модель независимой фрагментации Филда - Фейнмана, модель струнной фрагментации (Лунд - модель). Понятие о струне и ее эволюции.
Адрон - адронные столкновения при высоких энергиях и больших переданных импульсах. Сечения партонных подпроцессов. Правила кваркового счета. Министруйные события.
Теории великого объединения (на примере симметрии SU(5)). Свойства мультплетов. Поведение констант связи с ростом энергии. Оценка масштаба великого объединения, константы связи и смешивания в точке объединения. Возможное несохранение барионного числа. Время жизни протона.
Понятие о суперсимметрии. Гравитино и гравитон. Оценки на массы суперсимметричных частиц. Правила отбора в образовании и распадах суперчастиц. Рождение суперчастиц в лептонных и адронных реакциях.
7 семестр, 36 часов
Операционная система VAX/VMS.
Командная строка. Спецификация файлов. Основные команды. Логические имена, таблицы логических имен. Символы интерпретатора командной строки DCL. Пакетные задания. Роль программного обеспечения в физике высоких энергий.
Этапы разработки и проведения эксперимента. Основные задачи, решаемые ЭВМ в физическом экперименте. Роль моделирующих программ. On-line и off-line обработка данных. Управление аппаратурой в ходе опыта. Сбор экспериментальной информации и запись ее на МЛ. Технический контроль аппаратуры. Программы физического анализа. Представление результатов.Метод Монте-Карло.
Случайные и псевдослучайные последовательности. Генерация равномерно распределенных псевдослучайных чисел: метод фон-Неймана, линейный конгруэнтный метод. Эффект Марсаглиа. Получение псевдослучайных чисел в соответствии с заданной функцией распределения: метод браковки, метод обратной функции. Программа GEANT - назначение и основные возможности. Программа PYTHIA - применение и организация. Представление и анализ данных. Система гистограммирования HBOOK - назначение, возможности, основные вызовы. Программа анализа и представления данных PAW - назначение, организация, основные команды.
Минимизация функций.
Постановка задачи. Методы одномерной минимизации: поиск по сетке, метод Фиббоначи, квадратичная интерполяция, метод "проб и ошибок". Многомерная минимизация: последовательная минимизация, метод Розенброка, симплекс-метод, метод Ньютона, метод сопряженных градиентов, метод переменной метрики. Глобальная минимизация: алгоритм Гельфанда, метод Голдстейна-Прайса. Программа MINUIT - назначение и основные команды. Перспективные методы программирования.
Объектно-ориентированное программирование. Язык C++.
Экспертные системы.
Системы символьных вычислений.
8 семестр, 32 часа
Организация эксперимента в ФВЭ. Регистрирующая аппаратура, система сбора данных, система отбора событий. Потоки информации в экперименте. Сжатие данных. Эксперименты с фиксированной мишенью. Система сбора данных и отбора событий установки "Меченые Нейтрино". Эксперименты на встречных пучках. Проект установки L3P для ускорителя LHC - детекторы, регистрирующая аппаратура. Магистрально-модульная система КАМАК. Место системы КАМАК в эксперименте. Механический, электрический и логический стандарты системы. Магистраль крейта, шины адреса, операций, даных, состояния, управления и питания. Стандартизованные операции системы. Параллельная и последовательные ветви КАМАК. Организация многоконтроллерного крейта: дополнительная магистраль, протокол REQUEST/GRANT. Быстродействующая ядерная электроника. Формирователи импульсов и их основные характеристики. Схемы совпадений, разрешающее время. Характеристики триггерной системы: мертвое время, время принятия решения, фактор усиления процесса. Триггерные системы с очередями. Триггерная система установки UA1. Архитектура ЭВМ. Общая структура ЭВМ. RISC/CISC процессоры. Конвейеры. Оперативная память. Расслоение памяти. Кэш-память. Страничная и сегментная организация виртуальной памяти. Периферийные устройства: устройства долговременной памяти, поддержки диалога с человеком, связные. Прерывания. Режим прямого доступа к памяти. Организация микропроцессора Intel 8086. Режимы адресации памяти. Система команд. Нейронные сети. Разновидности нейронных сетей: сеть Хопфильда, перцептрон, сети с обратным распространением. машины Больцмана, сети с самоорганизацией. Способы обучения нейронных сетей. Нейронная сеть как ассоциативная память. Применение нейронных сетей в ФВЭ: идентификация струй, нахождение треков.
8 семестр, 32 часа
Основы техники безопасности при работе с электрическими и электронными приборами. Практические рекомендации.
Числа в цифровой электронике. Двоичная, восьмеричная, двоично-десятичная системы счисления. Перевод чисел из однoй системы в другую.
Алгебра логики. Логические переменные и функции. Логические операции. Аксиомы и законы Булевой алгебры.
Понятие о логических элементах. Элементы "НЕ","ИЛИ","И", "Исключающее ИЛИ". Таблицы истинности. Графическое изображение логических элементов.
Интегральные схемы серии ТТЛ. Базовый элемент серии. Набор модулей быстродействующих логических элементов, используемых в ИФВЭ.
Конструирование схем на основе логических выражений. Примеры упрощений с использованием ИС селекторов. Шифраторы, дешифраторы.
Понятие о последовательностных схемах. R-S триггер. Временные диаграммы. D-триггер. Таблицы истинности. J-K триггер. ИС триггеров в серии ТТЛ.
Счетчики. Асинхронные и синхронные счетчики. Временные диаграммы. Вычитающие счетчики. Двоично-десятичные счетчики.
Понятие о регистрах сдвига. Временные диаграммы работы.
Арифметические устройства. Двоичное сложение. Полусумматор. Полный сумматор. Двоичное вычитание. Двоичное умножение. Схемные реализации. Обратный и дополнительный коды. Сложение и вычитание чисел с разными знаками.
Запоминающие устройства. ЗУ с произвольной выборкой. Статические и динамические ЗУ. Постоянные ЗУ. Область применения. ППЗУ в уровнях ТТЛ логики.
Схемы ТТЛ логики с открытым коллектором. Выход схем ТТЛ с тремя состояниями. Схемы генератора и одновибраторов в ТТЛ. Пример создания тумблерного регистра с регистром индикации.
Серия ИС ЭСЛ. Особенности. Базовая схема. Основные ИС серии ЭСЛ. Соединение ИС серии ЭСЛ. Линии передачи. Последовательное и параллельное согласование сигналов. Рекомендации по соединению элементов на плате и модулей между собой.
Приемники в серии ЭСЛ. Преобразователи уровней ТТЛ-ЭСЛ. Быстродействующий компаратор 597СА1, его характеристики. Использование ИС 597СА1 в схемах формирователей и схемах временной привязки. ИС памяти в серии ЭСЛ.
Понятие об операционных усилителях. Обратная связь в ОУ. Повторитель. Инвертор. Суммирующий усилитель. Интегратор. ОУ с конечным коэффициентом усиления. Стабилизаторы напряжения.
Цифро-аналоговые преобразователи. Аналого-цифровые преобразователи. Системы амплитудного анализа в физике высоких энергий.