Размер шрифта: A A
Цвет сайта: A A A A
Полная версия сайта

Кандидатские экзамены

ПРОГРАММА-МИНИМУМ (2004)
кандидатского экзамена по специальности
01.04.16 «Физика атомного ядра и элементарных частиц»
по физико-математическим и техническим наукам

Введение

В основу настоящей программы положены следующие дисциплины: теория ядра, теория элементарных частиц, экспериментальная ядерная физика, физика элементарных частиц, приборы и техника ядерного эксперимента, радиоэлектроника и вычислительная техника.

Программа разработана экспертным советом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования Российской Федерации по физике при участии Российского научного центра «Курчатовский институт», Объединенного института ядерных исследований (Дубна), Московского инженерно-физического института (государственного университета) и Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ им. М.В. Ломоносова.

I. Теория атомного ядра
(для специалистов-теоретиков по физике атомного ядра)

1. Ядерные силы и модели ядра

  1. Общие свойства ядерного вещества. Полная энергия ядер. Энергия связи. Химический потенциал, импульс Ферми (модель ферми-газа).
  2. Нуклон-нуклонные взаимодействия при низких энергиях. Изотопическая симметрия. Тензорные силы. Мезонная теория сильного взаимодействия. Феноменологические нуклон-нуклонные потенциалы. Дейтрон.
  3. Оболочечная модель ядра. Средний ядерный потенциал. Последовательность одночастичных уровней. Частично-дырочный формализм. Метод Хартри—Фока. Приближение хаотических фаз. Гигантские резонансы. Зарядовообменные резонансы. Релятивистские модели среднего поля ядра.
  4. Парные взаимодействия сверхпроводящего типа. Модель Бардина—Купера—Шриффера. Преобразование Боголюбова, квазичастицы. Энергетическая щель, энергия основного состояния.
  5. Ротационные и вибрационные спектры ядер. Моменты инерции. Электромагнитные переходы и правила отбора. Метод бозонных разложений. Модель взаимодействующих бозонов и фермионов. Высокоспиновые состояния. Статистическое описание сильновозбужденных ядер. Плотность уровней ядра.
  6. Ядро как конечная ферми-система. Метод функций Грина. Аналитические свойства функций Грина. Спектральное разложение. Одночастичные функции Грина для бесконечных и конечных систем. Взаимодействие между квазичастицами. Парные корреляции в формализме функций Грина.
  7. Бета-распад ядер. Гамильтониан слабого взаимодействия. Правила отбора для бета-переходов. ft-величины. Гипотеза сохранения векторного тока и частичного сохранения аксиально-векторного тока. Мю-захват. Несохранение четности в слабом взаимодействии. Описание бета-распада свободного нейтрона. Матричные элементы бета-переходов ядер и их оценки в ядерных моделях. Процессы двойного двухнейтринного и безнейтринного бета-распада.
  8. Протонный распад, альфа-распад и кластерные распады ядер. Запаздывающие распадные процессы. Деление ядер. Спонтанное деление. Мультимодальное деление. Метод оболочечной поправки Струтинского. Нарушение четности в процессах деления. Трансурановые и сверхтяжелые элементы, остров стабильности сверхтяжелых ядер.

2. Теория ядерных реакций

  1. Волновые функции непрерывного спектра. Аналитические свойства S-матрицы. Дисперсионные соотношения. Амплитуда рассеяния. T-матрица. Вероятность и сечение рассеяния. Оптическая теорема.
  2. Рассеяние двух частиц без спина и со спином. Принципы инвариантности и законы сохранения. Одноканальное и многоканальное рассеяние. Борновский ряд. Борновское приближение с плоскими и искаженными волнами.
  3. Рассеяние электронов на ядрах. Мультипольное разложение. Упругое и неупругое рассеяние. Радиационные поправки.
  4. Оптическая модель взаимодействия нуклонов с ядрами. Мнимая часть потенциала. Прямые ядерные реакции. Реакции выбивания, подхвата, передачи.
  5. Рассеяние на системах связанных частиц. Квазиупругое рассеяние. Многократное рассеяние, теория Глаубера. Ядро-ядерные столкновения. Реакции слияния. Рассеяние мезонов на ядрах. Поглощение мезонов. Пи-мезоатомы. Гиперядра.
  6. Малонуклонные системы. Уравнения Фаддеева. Ефимовские состояния. Описание слабосвязанных легких гало-ядер.
  7. Рассеяние частиц высокой энергии на ядрах. Форм-факторы. Проявление в ядерных реакциях кварковых и других ненуклонных степеней свободы.

3. Ядерная астрофизика

  1. Происхождение и эволюция Вселенной. Нуклеосинтез нуклидов в Солнечной системе и Галактике. Физика элементарных частиц и космология. Реликтовые нуклоны, барионная асимметрия и проблема стабильности протона.
  2. Солнечная энергия. Основные ядерные реакции на Солнце. Ядерные реакции в звездах в процессе эволюции. Происхождение элементов легче железа. Модели звезд и эволюция звезд до взрыва сверхновой. Белые карлики.
  3. Природа взрывов сверхновых. Динамика коллапса. Роль нейтрино в коллапсе сверхновых. S- и R-процессы. Происхождение средних и тяжелых элементов. Космохронология.
  4. Нейтринная астрофизика. Солнечные нейтрино и нейтрино от сверхновых. Наблюдение взрыва сверхновой 8К 1987А. Современные детекторы солнечных нейтрино, проблема дефицита солнечных нейтрино. Масса нейтрино и гипотеза нейтринных осцилляций.

II. Физика элементарных частиц
(для специалистов-теоретиков по физике атомного ядра)

1. Общий обзор элементарных частиц и их свойства

  1. Таблица элементарных частиц. Квантовые числа частиц. Слабые, электромагнитные и сильные распады частиц. Эмпирические правила отбора.
  2. Модель кварков. Изотопическая и SU(3) симметрия сильных взаимодействий; свойства слабых и электромагнитных взаимодействий по отношению к этим симметриям. Стандартная модель электрослабого и сильного взаимодействий. Массовые формулы. Цветовая симметрия сильных взаимодействий. Понятие о квантовой хромодинамике.

2. Взаимодействия элементарных частиц

  1. p N-рассеяние. Формальная теория рассеяния p -мезонов нуклонами.
  2. Рассеяние электронов на нуклонах и электромагнитные форм-факторы нуклонов. Формула Розенблюта.
  3. Слабое взаимодействие, электромагнитные и сильные распады частиц. Эмпирические правила отбора. Сохраняющий странность слабый ток. Стандартная модель Вайнберга—Глэшоу—Салама. Нейтральные токи. Z- и W-бозоны, их ширины и моды распада.
  4. Физика нейтрино. Уравнение Вейля. Дираковское и майорановское нейтрино. Электронное, мюонное и тау-нейтрино. Масса нейтрино. Гипотеза нейтринных осцилляций. Гипотеза аномального магнитного момента нейтрино. Современные данные по нейтринным осцилляциям.
  5. Процессы с большой передачей импульса. Понятие о партонной модели. Кварковый счет. Понятие о квантовой хромодинамике.

III. Квантовая теория поля
(для специалистов-теоретиков по физике элементарных частиц)

1. Классическая теория поля

  1. Лагранжев и гамильтонов формализм в классической теории. Теорема Нетер и сохраняющиеся величины. Тензор энергии-импульса. Тензоры момента и спина. Заряд и вектор тока.
  2. Скалярное поле. Уравнение Клейна—Гордона и свойства его решений. Разложение полей по положительно- и отрицательно-частотным решениям и плоским волнам. Комплексное (заряженное) поле. Вектор энергии-импульса, тензор момента. Заряд и ток скалярного поля.
  3. Векторное поле. Лагранжиан векторного поля. Вектор энергии-импульса, вектор спина, тензор напряженности.
  4. Электромагнитное поле. Вектор-потенциал и напряженности. Калибровочные преобразования. Условие Лоренца. Поперечные, продольная и временная компоненты. Вектор энергии-импульса, спин.

2. Квантовая теория свободного поля

  1. Метод вторичного квантования. Пространство чисел заполнения. Операторы рождения и уничтожения. Пространство Фока. Операторы в представлении вторичного квантования. Шредингеровская и гайзенберговская картины в методе вторичного квантования.
  2. Постулаты квантования полевой системы. Операторы рождения и уничтожения. Типы перестановочных соотношений.
  3. Квантование скалярного, векторного и спинорного полей. Динамические переменные свободных полей и отвечающие им операторы энергии-импульса, спина, тока, заряда. Положительная определенность энергии. Проекционные операторы и спиновая матрица плотности. Зарядовое сопряжение.
  4. Электромагнитное поле. Индефинитная метрика. Условие Лоренца. Динамические переменные. Проекционные операторы, поляризационная матрица плотности.
  5. Перестановочные функции и различные типы функций Грина. Явный вид особенности на конусе. Нормальное произведение операторов.

3. Описание взаимодействия, матрица рассеяния,
свойства симметрии. Метод теории возмущений

  1. Представления Гайзенберга, Шредингера, Дирака (взаимодействия). Общая форма оператора эволюции. Определение матрицы рассеяния. Свойства релятивистской инвариантности, унитарности и причинности. Условие причинности Боголюбова.
  2. Лагранжианы различных типов взаимодействия и принципы симметрии. Сильные, электромагнитные и слабые взаимодействия. C, li,
    T-преобразования. Теорема Людерса-Паули. Р-нечетный лагранжиан слабого взаимодействия.
  3. Вероятности и сечения. Релятивистски инвариантное определение амплитуды реакции. Инвариантные фазовые объемы. Соотношение унитарности для инвариантных амплитуд рассеяния. Оптическая теорема.
  4. Вывод хронологического представления для S-матрицы в теории возмущений. Приведение S-матрицы к нормальной форме. Теорема Вика. Диаграммы Фейнмана. Теорема Фарри.
  5. Эффекты низшего порядка теории возмущений: комптон-эффект, фотоэффект, аннигиляция пары, тормозное излучение и рождение пары в поле ядра, формфакторы, естественная ширина линий, позитроний.

3.6. Мультипольное излучение.

4. Общий метод перенормировки

  1. Расходимости в низших порядках электродинамики: собственная энергия электрона, поляризация вакуума, вершинная часть. Методы регуляризации и выделение расходимостей. Перенормировка массы и заряда в низшем порядке по константе связи. Размерная регуляризация. Схема минимальных вычитаний.
  2. Классификация ренормируемости теории. Примеры перенормируемых теорий. Приводимые и скелетные диаграммы. Степень расходимости произвольной скелетной диаграммы. Перенормировка массы, заряда, волновых функций и вклада произвольной диаграммы. Общая теория R-операции Боголюбова—Парасюка. Операторные разложения и их основные применения.
  3. Градиентная инвариантность, тождества Уорда—Тахакаши и ренормируемость квантовой электродинамики. Перенормировка массы и заряда.
  4. Суммирование диаграмм. Уравнение Дайсона—Швингера. Уравнение Бете—Солпитера. Инфракрасные расходимости, их факторизация и устранение при учете испускания мягких квантов.
  5. Ренормализационная группа. Инвариантный заряд, функция Гелл—Манна—Лоу. Уравнение Овсянникова—Калана—Симанчика. Аномальные размерности.
  6. Вычисление радиационных поправок к закону Кулона и магнитному моменту. Лэмбовский сдвиг.

5. Квантование неабелевых калибровочных теорий

  1. Метод континуального интегрирования.
  2. Квантование неабелевых калибровочных полей. Постулат квантования и вспомогательные поля Фаддеева—Попова. Перенормируемость. Асимптотическая свобода на малых расстояниях. Квантовая хромодинамика.
  3. Спонтанное нарушение симметрии. Теорема Голдстоуна, явление Хиггса. Концепция квазисредних Боголюбова.

6. Элементы аксиоматической квантовой теории поля.
Аналитические свойства амплитуды

  1. Аксиоматическая формулировка Боголюбова. Радиационные операторы.
  2. Формулировка теории поля Лемана—Симанчика—Циммермана. Асимптотические условия. Редукционные формулы.
  3. Перекрестная симметрия. Аналитические свойства амплитуды рассеяния по cos q . Ограничения Фруассара.
  4. Аналитические свойства диаграмм Фейнмана и уравнение Ландау для их особенностей (особенности петли, треугольника, квадратика). Представление Мандельстама для четырехугольника.

IV. Теория элементарных частиц
(для специалистов-теоретиков по физике элементарных частиц)

1. Общий обзор элементарных частиц и их свойства

  1. Таблица элементарных частиц: лептоны, мезоны, барионы, мезонные и барионные резонансы, W, Z-бозоны. Квантовые числа частиц: масса, спин, четность, зарядовая четность, изоспин, странность, чарм,
    G-четность.
  2. Распады и времена жизни частиц. Слабые, электромагнитные и сильные распады. Их характерные времена и ширины распадов. Эмпирические правила отбора на основе сохранения зарядов: электрического, барионного, лептонного, гиперзаряда, странности.

2. Симметрия элементарных частиц

  1. Группа Пуанкаре. Спин и спиральность, дискретные С, Р и Т симметрии. Использование спиральности для описания частиц с высокими спинами.
  2. Изотопическая инвариантность сильных взаимодействий. G-четность; правила отбора, вытекающие из сохранения G-четности.
  3. Изотопические свойства электромагнитных взаимодействий. Изотопические соотношения между магнитными моментами гиперонов, соотношения между амплитудами фоторождения и радиационных распадов резонансов.
  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.
  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.
  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

  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.
  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. 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.
  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.

4. Слабые взаимодействия

  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.
  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.
  3. Нелептонные распады адронов. Правило D Т=1/2 и его обобщение. Сохранение векторного тока, гипотеза РСАС. Соотношение Гольдбергера—Треймана.
  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 К0-мезонов.
  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.
  6. Слабые взаимодействия при высоких энергиях. Нейтринные реакции. Их описание в партонной модели, приближенная масштабная инвариантность.
  7. Поиски выхода за рамки стандартной модели: понятия о суперсимметрии, супергравитации, теории суперструн.

5. Сильные взаимодействия при высоких энергиях

  1. Обзор экспериментальных данных о рождении и рассеянии частиц при высоких энергиях, поведение полных сечений, дифференциальных сечений, процессы с перезарядкой. Инклюзивные сечения рождения, спектры, множественность. Приближенная масштабная инвариантность.
  2. Строгие ограничения на поведение амплитуд рассеяния при высоких энергиях. Ограничение Фруассара, теорема Померанчука.
  3. Дифракционные явления при высоких энергиях. Полюса Редже и резонансы. Реджевская асимптотика и мультипериферические процессы. Померон. Эйкональное приближение и модель квазипотенциала. Реджеонная модель для инклюзивных процессов.
  4. Процессы с большими Р^. Кварковый счет. Применения кварковой модели. Основные представления квантовой хромодинамики.

V. Ядерная физика
(для специалистов-экспериментаторов по физике атомного ядра)

1. Взаимодействие ядерных излучений с веществом

  1. Прохождение заряженных частиц через вещество. Ионизационные потери и их флуктуации. Однократное и многократное рассеяние. Взаимодействие электронов и фотонов с веществом. Излучение Вавилова—Черенкова.
  2. Резонансное рассеяние гамма-лучей. Эффект Мёссбауэра.
  3. Взаимодействие нейтронов с веществом. Замедление нейтронов. Ультрахолодные нейтроны.

2. Физика атомного ядра

  1. Общие свойства ядерного вещества. Основные характеристики ядер: плотность, заряд, спины ядер, четность, спектры возбуждения, ядерная нестабильность. Свойства ядерных сил, нуклон-нуклонное взаимодействие. Ядерные оболочки. Энергия связи ядер. Изотопический спин. Аналоговые состояния. Гиперядра и барионные резонансы в ядрах.
  2. Модели ядра. Капельная модель ядра. Модель ферми-газа. Одночастичная оболочечная модель. Средний ядерный потенциал. Спин-орбитальная связь. Остаточное взаимодействие. Обобщенная модель ядра. Ротационные и вибрационные уровни. Коллективные эффекты в ядрах. Гигантские резонансы. Зарядово-обменные резонансы. Правила отбора для электромагнитных и бета-переходов. Квазичастичная модель ядра, парные корреляции сверхпроводящего типа. Плотность низколежащих состояний в ядрах.
  3. Бета-распад. Элементарная теория бета-распада. Правила отбора и форма бета-спектра, корреляционные характеристики. Разрешенные и запрещенные бета-переходы. Электронный захват. Нарушение четности в слабых взаимодействиях. Бета-распад нейтрона. Двойной двухнейтринный и безнейтринный бета-распад.
  4. Испускание ядрами протонов, альфа-распад, деление, кластерные распады ядер. Запаздывающие процессы распада ядер. Нарушение четности при делении. Спонтанно делящиеся изомеры. Трансурановые и сверхтяжелые элементы.
  5. Взаимодействие ядер с электромагнитным излучением. Мультипольные переходы и правила отбора для гамма-излучения. Внутренняя конверсия. Фотоядерные реакции. Кулоновское возбуждение ядер. Гигантские мультипольные резонансы.

3. Ядерные реакции

  1. Основы теории ядерных реакций. Законы сохранения. Принцип детального равновесия. Каналы реакции. Матрицы рассеяния. Оптическая модель взаимодействия нуклонов с ядрами.
  2. Реакции с медленными нейтронами. Резонансный захват нейтронов. Формула Брейта—Вигнера. Рассеяние нейтронов ядрами. Рассеяние нейтронов кристаллами. Отражение и поляризация нейтронов. Дифракционное рассеяние. Нейтронная спектроскопия. Ультрахолодные нейтроны.
  3. Прямые ядерные реакции. Неупругое рассеяние. Реакции передачи. Ядерные реакции перезарядки. Зарядовообменные резонансы.
  4. Исследование ядра с помощью быстрых электронов, мезонов, протонов. Мезоатомы. Образование и свойства гиперядер. Кварки в ядрах.

4. Ядерная астрофизика

  1. Физика элементарных частиц и космология. Ранняя Вселенная. Происхождение легчайших элементов, барионная асимметрия Вселенной и проблема стабильности протона. Нуклеосинтез элементов в звездах. Основные ядерные реакции — источники энергии Солнца. Ядерные реакции в звездах в процессе эволюции. Модели звезд и эволюция звезд до взрыва сверхновой.
  2. Природа сверхновых. Механизм взрыва сверхновой. Роль нейтрино в коллапсе сверхновых. Образование нуклидов в S- и R-процессах. Происхождение средних и тяжелых элементов. Космохронология.
  3. Нейтринная астрофизика. Солнечные нейтрино. Современные детекторы солнечных нейтрино, проблема дефицита солнечных нейтрино, масса нейтрино и гипотеза нейтринных осцилляций. Наблюдение нейтрино от сверхновых. Поиски темной материи во Вселенной.

5. Физика элементарных частиц и их взаимодействий

  1. Массы и квантовые числа элементарных частиц. Правила отбора для слабых, электромагнитных, сильных распадов.
  2. Изотопические свойства сильных взаимодействий. SU(3)-симметрия сильных взаимодействий. Массовые формулы. Модель кварков.
  3. NN- и p N-рассеяние. Фазовый анализ. Рассеяние электронов на нуклонах и ядрах. Электромагнитные формфакторы нуклонов и ядер.
  4. Рассеяние быстрых нуклонов на ядрах. Теория Глаубера.
  5. Слабое взаимодействие. Модель Вайнберга—Глэшоу—Салама. Нейтральные токи. Сохранение векторного тока, гипотеза частичного сохранения аксиально-векторного тока и их следствия. Наблюдение W- и Z-бозонов.
  6. Физика нейтрино. Дираковское и майорановское нейтрино. Масса нейтрино. Гипотеза нейтринных осцилляций. Процессы двойного двух-нейтринного и безнейтринного бета-распада ядер.
  7. Глубоконеупругие процессы. Партонно-кварковая структура адронов. Основные положения квантовой хромодинамики.

VI. Элементарные частицы
(для специалистов-экспериментаторов по физике атомного ядра)

1.Сильные взаимодействия

  1. Квантовые числа элементарных частиц и резонансов.
  2. Дискретные симметрии. Пространственное отражение, зарядовое сопряжение, обращение времени, СРТ-теорема.
  3. Свойства внутренней симметрии. Изотопическая инвариантность. Зарядовая симметрия и G-четность. Схема Гелл-Манна—Нишиджимы. Унитарная симметрия и классификация частиц и резонансов по мультиплетам. Массовая формула Гелл-Манна—Окубо. Модель кварков. Квантовая хромодинамика.
  4. Столкновения элементарных частиц. Нуклон-нуклоные столкновения при малых энергиях. Дейтрон. Упругое рассеяние П- и К-мезонов и нуклонов на нуклонах. Поляризационные явления. Неупругие процессы. Образование резонансных состояний в процессах столкновения. Формула Брейта—Вигнера. Общие свойства рассеяния при высоких энергиях.
  5. Основные представления теории комплексных моментов. Теорема Померанчука.
  6. Инклюзивные процессы. Процессы на встречных протон-протонных и протон-антипротонных пучках.

2. Электромагнитные взаимодействия

  1. Принцип минимальности электромагнитного взаимодействия. Правила отбора по изотопическому спину. Процессы фоторождения и электророждения.
  2. Рассеяние электронов и мю-мезонов нуклонами и ядрами. Электромагнитные формфакторы. Магнитные моменты элементарных частиц.
  3. Проверка применимости квантовой электродинамики при высоких энергиях.
  4. Мезоатомы.
  5. Процессы на встречных е–—е–- и е+—е+-пучках.

3. Слабые взаимодействия

  1. Бета-распад. Форма спектров. Корреляционные эксперименты в бета-распаде. Бета-распад нейтрона. К-захват. Мю-захват. Разрешенные и запрещенные переходы. Правила отбора Ферми и Гамова—Теллера. Несохранение пространственной четности в слабых взаимодействиях.
  2. Универсальная теория слабых взаимодействий. Гипотеза о сохранении векторного тока. Двухкомпонентное нейтрино. Электронное, мюонное и тау-нейтрино. Сохранение лептонного заряда.
  3. Распады с изменением странности. Правила Т=1/2 и D Q=D S.
  4. Унитарная симметрия в слабых взаимодействиях и угол Кабиббо.
  5. Физика К0-мезонов. Интерференционные явления с нарушением СР-инвариантности в распадах К0-мезонов.
  6. Нейтринные эксперименты на ускорителях при высоких и низких энергиях, реакторах, детектирование солнечных, атмосферных нейтрино и нейтрино от взрывов сверхновых, эксперименты по поискам нейтринных осцилляций.
  7. Модель Глэшоу—Салама—Вайнберга и нейтральные токи в слабых взаимодействиях. Механизм Хигсса и массы частиц. Наблюдение Z- и W-бозонов в экспериментах на ускорителях.

4. Физика атомного ядра

  1. Ядерные силы и общие свойства ядерного вещества. Энергия связи. Модели ядра. Одночастичная оболочечная модель. Обобщенная модель ядра. Ротационные и вибрационные уровни. Модель ферми-газа. Квазичастичная модель ядра. Квазичастичные и низколежащие возбужденные состояния ядер.
  2. Взаимодействия лептонов и адронов высокой энергии с ядрами. Электромагнитные формфакторы ядер. Теория Глаубера для взаимодействий адронов с ядрами.
  3. Фотоядерные процессы. Гигантские мультипольные резонансы. Реакции перезарядки. Бета-распад ядер. Аналоговый и гамов-теллеровский резонансы.
  4. Особенности рождения пионов и каонов при взаимодействии протонов с ядрами. Гиперядра. Пи- и К-мезоатомы.

VII. Методика экспериментальных исследований
(для специалистов-экспериментаторов по физике ядра и элементарных частиц)

1. Методы получения

  1. Ускорители заряженных частиц. Линейные ускорители. Циклические ускорители. Принцип автофазировки. Жесткая фокусировка. Накопительные кольца и ускорители на встречных пучках. Коллективный метод ускорения. Методы фокусировки пучков и сепарация частиц.
  2. Ядерные реакторы и их типы. Получение тепловых и ультрахолодных нейтронов.

2. Детекторы элементарных частиц

  1. Газоразрядные детекторы. Счетчики Гейгера—Троста, пропорциональные счетчики, ионизационные камеры. Сцинтилляционные счетчики.
  2. Черенковские счетчики. Полупроводниковые счетчики.
  3. Трековые детекторы с фильмовым съемом информации. Камера Вильсона, пузырьковые камеры, искровые и стримерные камеры. Метод ядерных фотоэмульсий.
  4. Бесфильмовые камеры. Пропорциональные и дрейфовые камеры. Годоскопические системы из сцинтилляционных и черенковских счетчиков.

3. Методы измерений и математической обработки данных

  1. Методы спектрометрических измерений. Магнитные спектрометры. Спектрометрические тракты измерений с полупроводниковыми и сцинтилляционными счетчиками с выводом данных на ЭВМ. Методы изображения многомерных спектров.
  2. Дозиметрические измерения. Допустимые потоки излучений. Способы защиты.
  3. Методы автоматической обработки фотографий трековых приборов. Механико-оптические и электронные системы сканирования с выводом данных на ЭВМ.
  4. Физические установки с автоматическим выводом данных на ЭВМ. Типы накопительных устройств. Использование разных классов ЭВМ для приема, предварительной обработки и накопления информации, а также для контроля и управления.

4. Методы обработки экспериментальных данных

  1. Основные понятия математической статистики. Теория статистических оценок и проверки гипотез. Метод максимального правдоподобия. Планирование эксперимента.
  2. Системы математических программ обработки и анализа физических результатов. Геометрическая реконструкция пучков частиц. Система распознавания определенного класса событий. Анализ физических результатов.

VIII. Основные сведения по экспериментальной ядерной физике
(по технической отрасли науки)

1. Основные свойства элементарных частиц

  1. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях; уравнения движения.
  2. Взаимодействие заряженных частиц с веществом. Ионизационные потери и пробег тяжелых заряженных частиц; прохождение бета-частиц через вещество. Взаимодействие нейтральных частиц с веществом.
  3. 1.3. Элементарные частицы и ядра. Основные характеристики ядер. Физические свойства частиц: заряды, масса, спин, четность, изоспин. Времена жизни частиц.

2. Методы регистрации элементарных частиц

  1. Методы регистрации заряженных и нейтральных частиц.
  2. Газонаполненные счетчики и их типы. Ионизационные камеры. Газонаполненные камеры с оптическим методом съема информации. Искровые и стримерные камеры.
  3. Газонаполненные камеры с электронными методами съема информации. Многопроволочные искровые, пропорциональные и дрейфовые камеры.
  4. Сцинтилляционные и черенковские детекторы. Фотоумножители.
  5. Полупроводниковые детекторы. Позиционно-чувствительные
    детекторы.
  6. Регистрация частиц с помощью пузырьковых камер.

3. Статистическая обработка результатов измерений

  1. Основы теории вероятностей. Случайные величины. Основные законы распределения случайных величин: биномиальное распределение Пуассона, распределение Гаусса.
  2. Основы теории ошибок измерений.
  3. Основы теории просчетов регистрирующих систем.

IX. Общая радиоэлектроника и вычислительная техника
(по технической отрасли науки)

1. Методы расчета электрических цепей и схем

  1. Анализ линейных электрических цепей. Эквивалентные схемы. Законы Кирхгофа, теорема об эквивалентном генераторе, метод узловых потенциалов, метод контурных токов. Четырехполюсники.
  2. Анализ электрических сигналов. Дельта-функция и ступенчатая функция. Преобразование Фурье.
  3. Передача сигналов через линейные системы. Дифференциальные уравнения, описывающие процессы в электрических цепях. Импульсная характеристика линейной системы. Интеграл суперпозиции. Формула свертывания. Передаточная функция. Переходные процессы в длинных цепях.
  4. Основы операционного исчисления. Преобразование Лапласа.
  5. Основы алгебры логики. Составление логических электронных схем.

2. Полупроводниковые приборы

  1. Физические принципы работы полупроводниковых приборов. Их классификация.
  2. Полупроводниковые диоды. Принцип действия, основные характеристики, параметры и режимы работы. Разновидности диодов: импульсные диоды, диоды с накоплением заряда, туннельные диоды, стабилитроны, светоизлучающие диоды и др. Примеры применения.
  3. Биполярные транзисторы. Принцип действия, основные характеристики, параметры и режимы работы. Схемы включения, эквивалентные схемы, работа в линейном и ключевом режимах. Разновидности триодов. Примеры их применения.
  4. Полевые транзисторы. Принцип действия, разновидности полевых транзисторов. Основные характеристики, параметры и режимы работы. Примеры применения.
  5. Другие разновидности полупроводниковых приборов: динистор, тиристор, однопереходный транзистор и др. Их основные характеристики и параметры. Примеры применения.

3. Интегральные схемы

  1. Гибридные и монолитные интегральные схемы. Монолитные интегральные схемы на основе биполярных и МДП-транзисторов, их особенности. Технология изготовления интегральных схем различных типов.
  2. Аналоговые интегральные схемы: дифференциальные и операционные усилители, регуляторы напряжения, преобразователи код-аналог и аналог-код. Их основные параметры, примеры применения.
  3. Логические интегральные схемы. Их классификация по схемо-техническому исполнению. Основные параметры. Быстродействие схем. Система логических элементов. Типы триггеров. Примеры применения.
  4. Интегральные схемы со средней степенью интеграции: счетчики, регистры, коммутаторы, дешифраторы, сумматоры и др.
  5. Интегральные схемы с большой степенью интеграции: сложные логические устройства, запоминающие устройства, микропроцессоры и др. Пути дальнейшего повышения степени интеграции.

4. Электронные измерительные приборы

  1. Классификация измерительных приборов; их классы точности.
  2. Электронно-лучевые осциллографы. Их основные блоки. Скоростные осциллографы, стробоскопические осциллографы, осциллографы на запоминающих трубках.
  3. Измерительные генераторы, их типы и характеристики.
  4. Цифровые приборы для измерения аналоговых величин (напряжения, тока, частоты и др.). Их принцип действия и устройство.

5. Основные сведения по электронным цифровым
вычислительным машинам

  1. Принципы построения и работы электронных цифровых вычислительных машин. Процессоры. Их состав и функции.
  2. Запоминающие устройства. Их функции. Оперативные и внешние запоминающие устройства. Устройства ввода и вывода информации.
  3. Непосредственная связь ЭВМ с измерительным оборудованием.
  4. Устройства для оперативного взаимодействия оператора и ЭВМ. Дисплеи.
  5. Большие, малые и микро-ЭВМ. Состав и характеристики ЭВМ.
  6. Основы программного обеспечения ЭВМ. Операционные системы. Их функции. Машинно-ориентированные и проблемно-ориентированные языки программирования.

6. Надежность радиоэлектронных устройств

  1. Основные понятия теории надежности.
  2. Причины отказов аппаратуры.
  3. Оценка надежности разрабатывающих устройств.
  4. Методы повышения надежности.

X. Приборы ядерной электроники
(по технической отрасли науки)

1. Задачи электронной аппаратуры в экспериментальной ядерной физике

  1. Обобщенная блок-схема ядерно-физического эксперимента.
  2. Специфика экспериментов в области физики атомного ядра (низкие энергии) и элементарных частиц (высокие энергии).
  3. Логическая и спектрометрическая информация, получаемая с детекторов.
  4. Количество информации, получаемой в экспериментах различных типов. Методы предварительного отбора поступающей информации.

2. Устройства для измерения интервалов времени

  1. Характеристика детекторов с точки зрения получения временной информации.
  2. Разброс импульсов по времени возникновения. Схемы временной привязки.
  3. Способы измерения интервалов времени. Точность, разрешающая способность и диапазон измерения.

3. Устройства для измерения амплитуд импульсов

  1. Характеристики детекторов с точки зрения получения амплитудной информации.
  2. Шумы и методы борьбы с ними.
  3. Спектрометрические усилители, их характеристики. Формирование импульсов для получения оптимального отношения сигнал/шум. Борьба с наложениями импульсов.
  4. Способы измерения амплитуд импульсов. Методы повышения точности и скорости преобразования. Методы стабилизации спектрометрического тракта.
  5. Амплитудные анализаторы, их характеристики.

4. Логические схемы регистрации и отбора данных

  1. Счетные схемы. Типы схем, их быстродействие.
  2. Схемы совпадений. Принцип работы, кратность совпадений, разрешающее время, эффективность. Случайные совпадения. Антисовпадения, их эффективность.
  3. Другие типы логических схем: формирователи, линии задержки, дискриминаторы, схемы пропускания, разветвители и др. Их характеристики и примеры применения.
  4. Быстрые процессоры для предварительного отбора событий.

5. Электронные устройства для регистрации координат частиц

  1. Годоскопические системы и методы регистрации информации в них.
  2. Электронные методы считывания информации с искровых камер со сплошными электродами (телевизионный, акустический и пр.).
  3. Методы считывания информации с искровых камер с проволочными электродами, с пропорциональных камер и с дрейфовых камер.

6. Накопление и обработка информации во время эксперимента

  1. Типы накопительных устройств, используемых в ядерной физике. Накопление многомерной информации. Методы увеличения эффективного числа каналов. Наблюдение зарегистрированной информации. Методы изображения многомерных спектров.
  2. Непосредственное использование ЭВМ разных классов в процессе эксперимента для приема, предварительной обработки и накопления информации, а также для контроля и управления ходом эксперимента.

7. Автоматизация обработки информации,
зарегистрированной на фотопленке

  1. Методы обработки информации, полученной с фильмовых камер.
  2. автоматические системы обработки. Принцип действия. Функции оператора в системах различных типов.
  3. Системы с автоматическим сканированием по кадру. Механико-оптические и электронные системы сканирования. Функции ЭВМ при автоматической обработке информации, зарегистрированной на фотопленке.
  4. Стандарт КАМАК. Назначение и принципы стандарта КАМАК. Исполнительные блоки. Однокаркасная система. Организация работы. Назначение и устройство контроллера. Организация работы каркаса при наличии в нем нескольких управляющих блоков (контроллеров). Многокаркасная ветвевая система. Устройство контроллеров. Основы программного обеспечения аппаратуры в стандарте КАМАК. Другие стандарты (NIM и т.п.).

Основная литература по разделу I (для теоретиков)

  • Бор О., Моттельсон Б. Структура атомного ядра. Т. 1, 2. М.: Мир, 1971, 1977.
  • Айзенберг И., Грайнер В. Микроскопическая теория ядра. М.: Атомиздат, 1976.
  • Мигдал А. Б. Теория конечных ферми-систем и свойства атомных ядер. М.: Наука, 1983.
  • Соловьев В. Г. Теория сложных ядер. М.: Наука, 1971.
  • Блейзо Ж. П., Рипка Ж. Квантовая теория конечных систем. Киев: Феникс, 1998.
  • Тейлор Дж. Теория рассеяния. М.: Мир, 1976.
  • Базь А. И., Зельдович Я. Б., Переломов А. М. Рассеяние, реакции и распады в нерелятивистской квантовой механике. М.: Наука, 1971.
  • Клоуз Ф. Кварки и партоны. М.: Мир, 1982.
  • Беляев В. Б. Лекции по теории малочастичных систем. М.: Энергоатомиздат, 1986.
  • Кадменский С. Г., Фурман В. И. Альфа-распад и родственные ядерные реакции. М.: Энергоатомиздат, 1985.

Основная литература по разделу II (для теоретиков)

  • Лифшиц Е. М., Питаевский Л. П. Релятивистская квантовая теория. Ч. 2. Гл.14, 15. М.: Наука, 1971.
  • Окунь Л. Б. Слабые взаимодействия элементарных частиц. М.: Физматгиз, 1963; Лептоны и кварки. М.: Наука, 1983.
  • Челлен Г. Физика элементарных частиц. Гл. 4, 5. М.: Наука, 1966.
  • Вайнберг С. УФН. 1976. Т. 118. С. 505.
  • Блин-Стойл Р. Фундаментальные взаимодействия и атомное ядро. Гл. 3, 4. М.: Мир, 1976.
  • Андреев И. В. Хромодинамика и жесткие процессы при высоких энергиях. М.: Наука, 1981.
  • Фейнман Р. Взаимодействие фотонов с адронами. М.: Мир, 1975.
  • Боум Ф., Фогель П. Физика массивных нейтрино. М.: Мир, 1990.
  • Ядерная астрофизика: Сб. статей / Под ред. Ч. Барнса, Д. Клейтона, Д. Шрамма. М.: Мир, 1986.
  • Эриксон Т., Вайзе В. Пионы и ядра. М.: Наука, 1986.

Основная литература по разделу III (для теоретиков)

  • Боголюбов Н. Н., Ширков Д. В. Введение в теорию квантованных полей. М.: Наука, 1976.
  • Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория поля. Гл. X-XII. М.: Наука, 1973.
  • Славнов А. А., Фаддеев Л. Д. Введение в теорию калибровочных полей. М.: Наука, 1978.
  • Ахиезер А. И., Берестецкий В. Б. Квантовая электродинамика. М.: Наука, 1969.
  • Бьеркен Д., Дрелл С. Релятивистская квантовая теория. Т. 1, 2. М.: Наука,1978.
  • Боголюбов Н. Н., Ширков Д. В. Квантовые поля. М.: Наука, 1980.
  • Берестецкий В. Б., Лифшиц Е. М., Питаевский А. Н. Квантовая электродинамика. М.: Наука, 1980.
  • Швебер С. Введение в релятивистскую квантовую теорию поля. М.: Изд-во иностр. лит., 1968.
  • Калибровочные поля: Сб. статей. М.: Мир, 1977.
  • Боум Ф., Фогель П. Физика массивных нейтрино. М.: Мир, 1990.

Основная литература по разделу IV (для теоретиков)

  • Окунь Л. Б. Слабые взаимодействия элементарных частиц. М.: Физматгиз, 1963; Лептоны и кварки. М.: Наука, 1983.
  • Новожилов Ю. В. Введение в теорию элементарных частиц. Гл.8—16. М.: Наука, 1978.
  • Фейнман Р. Взаимодействие фотонов с адронами. М.: Мир, 1975.
  • Трейман С., Джакив Р., Гросс Д. Лекции по алгебре токов. М.: Атомиздат, 1977.
  • Калибровочные поля. Сб. статей: М.: Мир, 1977 [обзор Е. Аберс и В.Ли].
  • Нелипа Н. Ф. Физика элементарных частиц. М.: Высш. шк., 1977.
  • Нишиджима К. Фундаментальные частицы. М.: Мир, 1965.
  • Газиорович С. Физика элементарных частиц. М.: Наука, 1969.
  • Клоуз Ф. Кварки и партоны. М.: Мир, 1982.
  • Комминс Ю., Буксбаум Ф. Слабое взаимодействие лептонов и кварков. М.: Энергоатомиздат, 1987.

Основная литература по разделу V (для экспериментаторов)

  • Гуревич И. И., Тарасов Л. В. Физика нейтронов низких энергий. М.: Наука, 1965.
  • Мухин К. Н. Введение в ядерную физику. М.: Атомиздат, 1965.
  • Мухин К. Н. Экспериментальная ядерная физика. Т.1, 2. М.: Энергоатомиздат, 1993.
  • Альфа-, бета-, гамма-спектроскопия / Под ред. К. Зигбана. М.: Атомиздат, 1969.
  • Соловьев В. Г. Теория атомного ядра. Ядерные модели. М.: Энергоиздат, 1981.
  • Ситенко А. Т., Тарковский В. К. Лекции по теории ядра. М.: Атомиздат, 1972.
  • Ким Е. Мезонные атомы и ядерная структура. М.: Атомиздат, 1975.
  • Бони Ф. Введение в физику ядра, адронов и элементарных частиц. М.: Мир, 1999.
  • Боум Ф., Фогель П. Физика массивных нейтрино. М.: Мир, 1990.
  • Ядерная астрофизика: Сб. статей / Под ред. Ч. Барнса, Д. Клейтона, Д. Шрамма. М.: Мир, 1986.

Основная литература по разделу VI (для экспериментаторов)

  • Окунь Л. Б. Слабые взаимодействия элементарных частиц. М.: Физматгиз, 1963; Лептоны и кварки. М.: Наука, 1983.
  • Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Квантовая механика. М.: Наука, 1974.
  • Физика высоких энергий и теория элементарных частиц: Сб. статей / Под ред. Н. Н. Боголюбова. Киев: Наукова думка, 1967.
  • Далитц Р. Странные частицы и сильные взаимодействия. М.: Атомиздат, 1966.
  • Газиорович С. Физика элементарных частиц. М.: Наука, 1969.
  • Берштейн Д. Элементарные частицы и их токи. М.: Мир, 1970.
  • Ли Ц., Ву Ц. Слабые взаимодействия. М.: Мир, 1968.
  • Ферми Э. Лекции о П-мезонах и нуклонах.
  • Нишиджима К. Фундаментальные частицы. М.: Мир, 1965.
  • Комминс Ю., Буксбаум Ф. Слабое взаимодействие лептонов и кварков. М.: Энергоатомиздат, 1987.

Основная литература по разделу VII (для экспериментаторов)

  • Комар Е. Г. Основы ускорительной техники. М.: Атомиздат, 1975.
  • Левин В. Е. Ядерная физика и ядерные реакторы. М.: Атомиздат, 1975.
  • Калашникова В. И., Козадаев М. С. Детекторы элементарных частиц. М.: Наука, 1966.
  • Искровая камера / М. И. Дайсон, Б. А. Долгошеин и др. М.: Атомиздат, 1967.
  • Воробьев А. А., Руденко Н. С., Сметанин В. И. Техника искровых камер. М.: Атомиздат, 1978.
  • Пузырьковые камеры / Ю. А. Александров, Г. С. Ворожцев и др. М., 1963.
  • Автоматическая обработка данных пузырьковых и искровых камер: Сб. статей. М.: Атомиздат, 1971.
  • Статистические методы в экспериментальной физике: Сб. статей / Пер. под ред. А. А. Тяпкина. М.: Атомиздат, 1976.
  • Кузнецов А. В., Полосъянц Б. А., Ступин Ю. В. Мини-ЭВМ в экспериментальной физике. М.: Атомиздат, 1975.
  • Виноградов В. И. Дискретные информационные системы в научных исследованиях. М.: Атомиздат, 1976.

Основная литература по разделам VIII-X (по техническим наукам)

  • Калашникова В. И., Козадаев М. С. Детекторы элементарных частиц. М.: Наука, 1966.
  • Воробьев А. А., Руденко Н. С., Сметанин В. И. Техника искровых камер. М.: Атомиздат, 1978.
  • Гольданский В. И., Куценко А. В., Подгорецкий М. И. Статистика отсчетов при регистрации ядерных частиц. М.: Физматгиз, 1959.
  • Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. М.: Высш. школа, 1973.
  • Степаненко И. П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. М.: Энергия, 1977.
  • Букреев И. Н., Мансуров Б. М., Горячев В. И. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. М.: Сов. радио, 1975.
  • Мелешко Е. А. Интегральные схемы в наносекундной ядерной электронике. М.: Атомиздат, 1977.
  • Куценко А. В., Полосъянц Б. А., Ступин Ю. В. Мини-ЭВМ в экспериментальной физике. М.: Атомиздат, 1975.

Дополнительная литература по разделу I

  • Лейн А. Теория ядра. М.: Атомиздат, 1967.
  • Хайд Э., Перельман И., Сиборг Г. Деление ядер. М.: Атомиздат, 1969
  • Ландау Л., Лифшиц Е. Квантовая механика. Ч. 1. Л.: ОГИЗ, 1948.

Дополнительная литература по разделу II

  • Нелипа Н. Ф. Физика элементарных частиц. М.: Высшая школа, 1977.
  • Нишиджима К. Фундаментальные частицы. М.: Мир, 1965.
  • Газиорович С. Физика элементарных частиц. М.: Наука, 1969.
  • Клоуз Ф. Кварки и партоны. М.: Мир, 1982.
  • Клапдор-Клайнгротхаус Г. В., Штаудт А. Неускорительная физика элементарных частиц. М.: Наука, 1997.

Дополнительная литература по разделу III

  • Рамон П. Теория поля. Современный вводный курс. М.: Мир, 1984.
  • Ициксон К., Зюбер Ж. Б. Квантовая теория поля. Т. 1, 2. М.: Мир, 1984.
  • Боголюбов Н. Н., Логунов А. А., Тодоров И. Т. Основы аксиоматического подхода к квантовой теории поля. М.: Наука, 1969.
  • Слабое взаимодействие: Сб. статей / Под ред. М. К. Гайнера, М. Николича. М.: Энергоатомиздат, 1984.

Дополнительная литература по разделу IV

  • Нгуен Ван Хью. Лекции по теории унитарной симметрии элементарных частиц. М.: Атомиздат, 1967.
  • Берштейн Дж. Элементарные частицы и их токи. М.: Мир, 1970.
  • Кадышевский В. Г., Тавхелидзе А. Н. Квазипотенциальный метод // Проблемы теоретической физики: Сб. статей. М.: Наука, 1986.
  • Адлер С., Дашен Р. Алгебра токов. М.: Мир, 1970.

Дополнительная литература по разделу V

  • Престон М. Физика ядра. М.: Мир, 1964
  • Боум Ф., Фогель П. Физика массивных нейтрино. М.: Мир, 1990.
  • Гротц К., Клапдор-Клайнгротхаус Г. В. Слабое взаимодействие в физике ядра, частиц и астрофизике. М.: Мир, 1992.
  • Зрелов В. П. Излучение Вавилова—Черенкова и его применение в ядерной физике. М.: Атомиздат, 1968.
  • Ишханов Б. С., Капитонов К. М., Тутынь И. А. Нуклеосинтез во Вселенной. М.: Изд-во МГУ, 1999.

Дополнительная литература по разделу VI

  • Лифшиц Е. М., Питаевский Л. П. Релятивистская теория. Т. 1, 2. М.: Наука, 1970.
  • Комминс Ю., Буксбаум Ф. Слабое взаимодействие лептонов и кварков. М.: Энергоатомиздат, 1987.
  • Боум Ф., Фогель П. Физика массивных нейтрино. М.: Мир, 1990.
  • Гротц К., Клапдор-Клайнгротхаус Г. В. Слабое взаимодействие в физике ядра, частиц и астрофизике. М.: Мир, 1992.

Дополнительная литература по разделу VII

  • Лингвуд Дж. Принципы работы циклических ускорителей. М.: Изд-во иностр. лит., 1963.
  • Заневский Ю. В. Проволочные детекторы элементарных частиц. М.: Атомиздат, 1978.
  • Гупта Н. Д., Гом С. Камера Вильсона и ее применение в физике. М.: Изд-во иностр. лит., 1976.
  • Пауэлл О., Фаулер П., Перкинс Д. Исследование элементарных частиц фотографическим методом. М.: Изд-во иностр. лит., 1962.
  • Полупроводниковые детекторы ядерных частиц и их применение / Ю. К. Азимов, А. И. Калинин и др. М.: Атомиздат, 1967.

Дополнительная литература по разделам VIII-X

  • Виноградов В. И. Дискретные информационные системы в научных исследованиях. М.: Атомиздат, 1976.
  • Курочкин С. С., Мурин И. Д. Современная ядерная электроника. Т.2: Цифровые информационные системы и устройства. М.: Атомиздат, 1975.
  • Современная ядерная электроника. Т. 1: Измерительные системы и устройства / И. С. Крашенинников, С. С. Курочкин, А. В. Матвеев, Е. И. Рехин. М.: Атомиздат, 1974.
  • Зеленский Ю. В. Проволочные детекторы элементарных частиц. М.: Атомиздат, 1978.

Далее помещена более старая программа





ПРОГРАММА
кандидатского минимума по специальности 01.04.16 –
«ФИЗИКА АТОМНОГО ЯДРА И ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ»



СОДЕРЖАНИЕ

Программа кандидатского минимума включает пять направлений:

По физико-математическим наукам:

  • для теоретиков по атомному ядру – разделы А, Б;
  • для теоретиков по элементарным частицам – разделы В, Г;
  • для экспериментаторов по атомному ядру – разделы Д, Ж;
  • для экспериментаторов по элементарным частицам – разделы Е, Ж;

По техническим наукам – разделы З, И, К.

А. ТЕОРИЯ АТОМНОГО ЯДРА

I. Модели ядра

  1. Ядерные силы и общие свойства ядерного вещества. Насыщение ядерных сил и равновесная плотность. Твердая сердцевина. Энергия связи. Средняя длина свободного пробега нуклонов. Импульсное распределение (модель ферми-газа).
  2. Одночастичная модель оболочек. Средний ядерный потенциал. Последовательность одночастичных уравнений. Спин-орбитальная связь.
  3. Обобщенная модель ядра. Вибрационные и ротационные уровни. Коллективные эффекты в ядрах. Моменты инерции. Правила отбора для вероятностей электромагнитных переходов.
  4. Парные корреляции сверхпроводящего типа (квазичастичная модель ядра). Плотность низколежащих состояний в четно-четных и нечетных ядрах. Энергетическая щель, u – v преобразование Боголюбова. Спектр квазичастичных возбуждений.
  5. Элементарная теория бета-гамма-переходов, альфа-распада и деления ядер. Правила отбора и форма бета-спектра. Разрешенные и запрещенные бета-переходы. Эффекты несохранения четности в бета-переходах. Электромагнитные мультипольные переходы. Внутренняя конверсия. Кулоновское возбуждение ядер. Динамическая неустойчивость тяжелых ядер. Спонтанное деление и деление под действием нейтронов.
  6. Одноканальное потенциальное рассеяние. Волновые функции непрерывного спектра. Аналитические свойства S-матрицы.
  7. Оптическая модель взаимодействия нуклонов с ядрами. Мнимая часть эффективного потенциала. Интерпретация широких резонансов во взаимодействии нейтронов с ядрами. Силовая функция.
  8. Прямые ядерные реакции. Прямое неупругое рассеяние. Реакция передачи.
  9. Реакции, протекающие через стадию образования компаунд-ядра. Статистическая теория компаунд-ядра. Сечение образования компаунд-ядра.

II. Методы описания структуры сложных ядер.
Теория ядерных реакций

  1. Вариационный подход Хартри-Фока-Боголюбова. Стационарная формулировка. Энергия основного состояния многофермионной системы. Энергия связи, квазичастичный спектр. Временная формулировка. Описание колебаний и вращения.
  2. Метод функций Грина. Определение функций Грина. Фурье – образы, спектральное представление. Физический смысл полюсов и вычетов. Диаграммная техника (элементы). Парные корреляции в формализме функций Грина. Метод генерирующих координат. Связь с коллективными моделями.
  3. Бозонное представление пар ферми-операторов. Приближение случайной фазы. Уравнение движения для оператора рождения фонона.
  4. Многоканальное рассеяние. Структура волновой функции, система связанных уравнений и граничные условия в каналах. Свойства обобщенного оптического потенциала.
  5. Ядерные реакции при низких энергиях. Резонансные ядерные реакции. R-матричный подход. Предравновесные ядерные реакции.
  6. Ядерные реакции при промежуточных энергиях. Многократное рассеяние Глаубера-Ситенко. Мезон-ядерное взаимодействие: ядерный мю-захват, рассеяние пионов и пи-атомы, гиперонные атомы и ядра.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

  1. А. С.Давыдов. Теория атомного ядра. М., Физматгиз, 1958.
  2. О. Бор, Б. Моттельсон. Структура атомного ядра, т. 1, «Мир», М., 1971; т.II, «Мир», М., 1977.
  3. В. Г. Соловьев. Теория сложных ядер. «Наука», М., 1971.
  4. М. Престон. Физика ядра. «Мир», М., 1964.
  5. Э. Хайд, И. Перельман, Г. Сиборг. Деление ядер. М., Атомиздат, ч.I, т.II (стр. 13 – 48).
  6. А. И .Базь, Я. Б. Зельдович, А. М. Переломов. Рассеяние, реакции и распады в нерелятивистской квантовой механике. «Наука», М., 1971 (гл.II, т.III; гл.VIII).
  7. А. Г. Ситенко. Теория рассеяния. Высшая школа, Киев, 1975, гл. II, III, IV, VII.
  8. Дж. Браун. Единая теория ядерных моделей и сил. М., Атомиздат, 1970.
  9. А. А. Абрикосов, Л. П. Горьков, И. Е. Дзялошинский. Методы квантовой теории поля в статистической физике. ИФМЛ, М., 1962.
  10. А. Лейн, Р. Томас. Теория ядерных реакций при низких энергиях. Иниздат, 1960, дополнение I.
  11. Е. Ким. Мезонные атомы и ядерная структура. М., Атомиздат, 1975, гл. I – IV.

Дополнительная

  1. П. Ходсон. Оптическая модель упругого рассеяния. М., Атомиздат, 1966, гл. I, II, V.
  2. А. Лейн. Теория ядра. М., Атомиздат,
  3. Альфа-, бета- и гамма-спектроскопия, вып. 2, гл. II, М., Атомиздат, 1969.
  4. Г. Брайт. Теория резонансных ядерных реакций. ИЛ, М., 1961.
  5. В. П. Жигунов, Б. Н. Захарьев. Методы сильной связи каналов в квантовой теории рассеяния. М., Атомиздат, 1974.
  6. Р. Ньютон. Теория рассеяния волн и частиц. «Мир», М., 1969.
  7. И. Айзенберг, В. Грайнер. Механизм возбуждения ядра. М., Атомиздат, 1973.
  8. «Деформация атомных ядер». ИЛ, М., 1958, раздел А, § 1, 3.

Б. ФИЗИКА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ

I. Общий обзор элементарных частиц и их свойств

  1. Таблица элементарных частиц. Квантовые числа частиц. Слабые, электромагнитные и сильные распады частиц. Эмпирические правила отбора.
  2. Изотопические свойства сильных и электромагнитных взаимодействий.
  3. SU(3) – симметрия сильных взаимодействий. Массовые формулы. Модель кварков.

II. Взаимодействия элементарных частиц

  1. π N – рассеяние. Формальная теория рассеяния π - мезонов нуклонами.
  2. Рассеяние электронов на нуклонах и электромагнитные форм – факторы нуклонов. Формула Розенблюта.
  3. Слабое взаимодействие. Сохраняющий странность слабый ток. Модель Вайнберга – Салама. Нейтральные токи. Сохранение векторного тока, гипотеза частичного сохранения аксиально-векторного тока; их следствия.
  4. Процессы с большой передачей импульса. Понятие о партонной модели. Кварковый счет.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Е. М. Лифшиц, Л. П. Питаевский. Релятивистская квантовая теория. «Наука», М., 1971 (часть 2, гл. 14, §§ 132 –138 и гл. 15, §§ 139, 140, 145, 148 – 151).
  2. Г. Челлен. Физика элементарных частиц. «Наука», М., 1966 (гл. 1, §§ 1.1. и 1.2., гл. 4 и 5).
  3. Р. Фейнман. Взаимодействие фотонов с адронами. «Мир», М.,1975 (гл. 8 – 10).
  4. С. Вайнберг. УФН, 1976, т. 118, с. 505.
  5. Р. Блин-Стойл. Фундаментальные взаимодействия и атомное ядро. «Мир», М., 1976 (гл. 3, § 1, гл. 4, §§ 1 – 4).

В. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ

I. Классическая теория поля

  1. Лагранжев и гамильтонов формализм в классической теории. Принцип стационарности действия.
  2. Теорема Нетер и сохраняющиеся величины. Тензор энергии – импульса. Тензоры момента и спина. Заряд и вектор тока.
  3. Скалярное поле. Уравнение Клейна – Гордона и свойства его решений. Разложение полей по положительно- и отрицательночастотным решениям и по плоским волнам. Комплексное (заряженное) поле. Вектор энергии-импульса, тензор момента. Заряд и ток для скалярного поля.
  4. Векторное поле. Лагранжиан. Дополнительное условие. Вектор энергии-импульса, вектор спина, тензор напряженности.
  5. Электромагнитное поле. Вектор-потенциал и напряженности. Калибровочные преобразования. Условие Лоренца. Поперечные, продольная и временная компоненты. Вектор энергии-импульса, спин.

II. Квантовая энергия свободного поля

  1. Метод вторичного квантования. Пространство чисел заполнения. Операторы рождения и уничтожения. Пространство Фока. Операторы в представлении вторичного квантования. Шредингеровская и гайзенберговская картины в методе вторичного квантования.
  2. Постулаты квантования полевой системы. Операторы рождения и уничтожения. Типы перестановочных соотношений.
  3. Квантование скалярного, векторного и спинорного полей. Динамические переменные свободных полей и отвечающие им операторы энергии-импульса, спина, тока, заряда. Положительная определенность энергии. Проекционные операторы и спиновая матрица плотности. Зарядовое сопряжение.
  4. Электромагнитное поле. Необходимость индефинитной метрики. Метод Гупты-Блейлера. Условие Лоренца. Динамические переменные. Проекционные операторы и поляризационная матрица плотности.
  5. Перестановочные функции и различные типы функций Грина. Явный вид особенности на конусе. Нормальное произведение операторов.

III. Описание взаимодействия, матрица рассеяния, свойства симметрии

  1. 1. Представление Гейзенберга, Шредингера, Дирака (взаимодействия). Общая форма оператора эволюции. Определение матрицы рассеяния. Свойства релятивистской инвариантности, унитарности и причинности. Условия причинности Боголюбова.
  2. 2. Лагранжианы различных типов взаимодействия и принципы симметрии.
  3. Сильные, электромагнитные и слабые взаимодействия. С, Р, Т - преобразования. Теорема Людерса-Паули. Р-нечетный лагранжиан слабого взаимодействия.
  4. 3. Вероятности и сечения. Релятивистски инвариантное определение амплитуды реакции. Инвариантные фазовые объемы. Инвариантные переменные для двухчастичных процессов (s, t, u). Кросс-симметрия. Соотношение унитарности для инвариантных амплитуд рассеяния. Оптическая теорема.

IV. Метод теории возмущений

  1. Вывод хронологического представления для S-матрицы в теории возмущений. Анализ произвола в Т-произведении.
  2. Приведение S-матрицы к нормальной форме. Теорема Вика. Диаграммы Фейнмана. Теорема Фарри.
  3. Эффекты низшего порядка теории возмущений: комптон-эффект, фотоэффект, аннигиляция пары, тормозное излучение и рождение пары в поле ядра, форм-факторы, естественная ширина линий, позитроний.
  4. Мультипольное излучение.

V. Общий вид перенормировки

  1. Расходимости в низших порядках электродинамики: собственная энергия электрона, поляризация вакуума, вершинная часть. Методы регуляции и выделение расходимостей. Контрчлены. Перенормировка массы и заряда в низшем порядке по константе связи.
  2. Классификация ренормируемости теории. Примеры перенормируемых теорий. Приводимые и скелетные диаграммы. Степень расходимости произвольной скелетной диаграммы. Перенормировка массы, заряда, волновых функций и вклада произвольной диаграммы. Перекрывающиеся расходимости. Общая теория R-операции Боголюбова-Парасюка.
  3. Градиентная инвариантность, тождества Уорда-Тахакаши и ренормируемость квантовой электродинамики. Общий вид контрчленов и конечный произвол. Перенормировка массы и заряда.
  4. Метод суммирования диаграмм. Уравнение Дайсона-Швингера. Уравнение Бете-Солпитера.
  5. Ренормализационная группа. Инвариантный заряд, функция Гелл-Манна-Лоу. Уравнение Овсянникова-Калана-Симанзика. Аномальные размерности.
  6. Инфракрасные расходимости, их факторизация и устранение при учете испускания мягких квантов.
  7. Вычисление радиационных поправок к закону Кулона и магнитному моменту. Лэмбовский сдвиг.

VI. Квантование неабелевых калибровочных теорий

  1. Метод континуального интегрирования.
  2. Квантование неабелевых калибровочных полей. Постулат квантования и вспомогательные поля Фаддеева - Попова. Перенормируемость. Асимптотическая свобода на малых расстояниях.
  3. Появление массы частиц за счет спонтанного нарушения симметрии. Теорема Голдстоуна, явление Хиггса.

VII. Элементы аксиоматической квантовой теории поля.
Аналитические свойства амплитуды

  1. Аксиоматическая формулировка Боголюбова. Радиационные операторы.
  2. Формулировка теории поля Лемана-Шиманчика-Циммермана. Асимптотические условия. Редукционные формулы.
  3. Представление Челлена-Лемана и Йоста-Лемана-Дайсона. Дисперсионное соотношение для π N-рассеяния. Перекрестная симметрия. Аналитические свойства амплитуды рассеяния по cos θ. Ограничения Фруассара.
  4. Аналитические свойства диаграмм и уравнение Ландау для их особенностей (особенности петли, треугольника, квадратика). Представление Мандельстама для четырехугольника.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

  1. Н. Н. Боголюбов, Д. В.Ширков. Введение в теорию квантованных полей. «Наука», М., 1976.
  2. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. Теория поля. «Наука», М., 1973 (гл. X – XIV).
  3. А. И. Ахиезер, Б. Б. Берестецкий. Квантовая электродинамика. “Наука”, М., 1969.
  4. А. А. Славнов, Л. Д. Фаддеев. Введение в теорию калибровочных полей. ”Наука”, М., 1978.
  5. Д. Бъеркен, С. Дрелл. Релятивистская квантовая теория , т. 1, 2, “Наука”, М.,1978.

Дополнительная

  1. Н. Н. Боголюбов, Б. В. Медведев, М. К. Поливанов. Вопросы теории дисперсионных соотношений. М., Физматгиз, 1958.
  2. Н. Н. Боголюбов, А. А. Логунов, И. Т. Тодоров. Основы аксиоматического подхода в квантовой теории поля. “Наука”, М., 1969.
  3. С. Швебер. Введение в релятивистскую квантовую теорию поля. ИЛ, М., 1963.
  4. В. Б. Берестецкий, Е. М. Лифшиц, А. П. Питаевский. Релятивистская квантовая теория , ч. I, II. «Наука», М., 1968 и 1971.
  5. Х. Умедзава. Квантовая теория поля. ИЛ, М., 1958.

Г. ФИЗИКА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ

I. Общий обзор элементарных частиц и их свойства

  1. Таблица элементарных частиц: лептоны, мезоны, барионы, мезонные и барионные резонансы. Квантовые числа частиц: масса, спин, время жизни, четность, зарядовая четность, изоспин, странность, чарм, С - четность.
  2. Распад частиц. Слабые, электромагнитные и сильные распады. Характерные время и ширины распадов трех типов. Эмпирические правила отбора, основанные на сохранении зарядов: электрического, барионного, лептонного и мезонного, гиперзаряда, или странности.

II. Симметрии элементарных частиц

  1. Группа Пуанкаре. Спин и спиральность, дискретные симметрии, С, Р и Т. Использование формализма спиральности для описания частиц с высокими спинами.
  2. Изотопическая инвариантность сильных взаимодействий. С–четность; правила отбора, вытекающие из сохранения С-четности.
  3. Изотопические свойства электромагнитных взаимодействий. Изотопические соотношения между магнитными моментами гиперонов, соотношения между амплитудами фоторождения и амплитудами радиационных распадов резонансов.
  4. SU(3)-симметрия сильных взаимодействий. Квалификация 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. Модель кварков, частицы с чармом. Введение цвета. Глюонная гипотеза.
  5. Электромагнитные и слабые взаимодействия в унитарной симметрии. Соотношения между электромагнитными вершинами и вероятностями радиационных распадов. Электромагнитное расщепление масс. Унитарная структура слабых взаимодействий.

III. Динамика сильных и электромагнитных взаимодействий

  1. π N и π K-рассеяние: данные опыта, фазовый анализ, резонансы. Дисперсионные соотношения, константа ƒ². Уравнение Чу-Лоу, уравнение N/D-метода. Фоторождение π - мезонов и резонансов на нуклонах, разложение по мультиполям. Данные опыта о фоторождении. Векторная доминантность. Рождение адронных резонансов в е\uli{+}е ‾ встречных пучках. Проверка унитарной симметрии, ω-φ-смешивание. Величина отношения R, область вблизи J /ψ и новые тяжелые кварки. Данные опыта о рождении частиц в πN и NN-столкновениях. Дифракционный и мультипериферический механизм рождения. Полюсные члены в амплитуде рождения. Определение характеристик ππ-взаимодействия методомЧу-Лоу.
  2. Рассеяние электронов на нуклонах и электромагнитные формфакторы нуклонов. Экспериментальные данные, формула Розенблюта, дисперсионные соотношения для формфактора. Глубоконеупругое рассеяние. Партонная модель, масштабная инвариантность.
  3. Токи в физике элементарных частиц: коммутационные соотношения для токов, сохраняющиеся токи, электромагнитные и слабые токи, алгебры токов SU(2) х SU(2) и SU(3)х SU(3) и их реализация в теории поля. Векторная доминантность в электромагнитных взаимодействиях. Частичное сохранение аксиального тока, приближение мягких пионов, правило сумм Адлера-Вайсбергера, аномальные тождества Уорда.

IV. Слабые взаимодействия

  1. Универсальное V-A взаимодействие. Токи с Δ S ≠ 0, угол Кабиббо. Сохранение странности в нейтральных токах, гипотеза симметрии лептонных и кварковых дублетов. Гипотеза промежуточных бозонов. Введение чарма, механизм CIM. Модель Вайнберга-Салама, угол Вайнберга. Нейтральные токи.
  2. Следствия V-A универсального взаимодействия при низких энергиях. Октетная схема Кабиббо. νе – рассеяние и μ - распад. β – распад и лептонные распады адронов.
  3. Нелептонные распады адронов. Правило ΔТ = ½ и его обобщение. Сохранение векторного тока, гипотеза РСАС и их следствия. Соотношение Гольдбергера-Треймана.
  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 Кº - мезонов.
  5. Слабые взаимодействия при высоких энергиях. Нейтринные реакции. Описание в рамках партонной модели, приближенная масштабная инвариантность.

V. Сильные взаимодействия при высоких энергиях

  1. Обзор экспериментальных данных о рассеянии и рождении частиц при высоких энергиях, поведение полных сечений, дифференциальных сечений, процессы с перезарядкой. Инклюзивные сечения рождения, спектры, множественность. Приближенная масштабная инвариантность.
  2. Строгие ограничения на поведение амплитуд рассеяния при высоких энергиях. Ограничение Фруассара, теорема Померанчука.
  3. Дифракционные явления при высоких энергиях. Полюса Редже и резонансы. Реджевская асимптотика и мультипериферические процессы. Померон. Эйкональное приближение и модель квазипотенциала. Реджеонная модель для инклюзивных процессов.
  4. Процессы с большими Р┬. Кварковый счет. Применения кварковой модели.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

  1. Ю. В. Новожилов. Введение в теорию элементарных частиц (гл. 8 – 15). «Наука», М.,1972.
  2. С. Газиорович. Физика элементарных частиц. «Наука», М., 1969.
  3. Л. Б. Окунь. Слабые взаимодействия элементарных частиц. Физматгиз, М.,1963.
  4. Р. Фейнман. Взаимодействие фотонов с адронами, «Мир», М., 1975.
  5. В. А. Мещеряков, В. В. Серебряков, Д. В. Ширков. Дисперсионные теории сильных взаимодействий. «Наука», М., 1967.
  6. Р. Иден. Соударения элементарных частиц при высокой энергии. «Наука», М.,1970.
  7. С. Трейман, Р. Джекив, Д. Гросс. Лекции по алгебре токов. М., Атомиздат, 1977.
  8. Г. Челлен. Физика элементарных частиц. «Наука», М., 1966.
  9. К. Нишиджима. Фундаментальные частицы. «Мир», М., 1965.

Дополнительная

  1. Н. Н. Боголюбов. Теория симметрии элементарных частиц. Сб. «Физика высоких энергий и теория элементарных частиц». Наукова думка, Киев, 1967.
  2. Нгуен Ван Хьеу. Лекции по теории унитарной симметрии элементарных частиц. М., Атомиздат, 1967.
  3. Сборник «Калибровочные поля». М., 1977 (Обзор Е. Аберса и Ли Б.).
  4. С. Адлер, Р. Дашен. «Алгебра токов». «Мир», М., 1970.
  5. Дж. Берштейн. Элементарные частицы и их токи. «Мир», М., 1970.
  6. В. Г.Кадышевский, А. Н.Тавхелидзе. “Квазипотенциальный метод”. Сб. “Проблемы теоретической физики”, “Наука”, М., 1969.

Д. ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

I. Взаимодействие ядерных излучений с веществом

  1. Прохождение заряженных частиц через вещество. Ионизационные потери и их флюктуации. Однократное и многократное рассеяние.
  2. Взаимодействие электронов и фотонов с веществом.
  3. Излучение Вавилова-Черенкова.
  4. Резонансное рассеяние гамма-лучей, эффект Мессбауэра.
  5. Взаимодействие нейтронов с веществом. Замедление нейтронов.

II. Физика атомного ядра

  1. Ядерные силы и общие свойства ядерного вещества. Насыщение ядерных сил. Энергия связи. Изотопический спин. Аналоговые состояния.
  2. Модели ядра. Капельная модель ядра. Модель Ферми-газа. Одночастичная оболочечная модель. Средний ядерный потенциал. Спин-орбитальная связь. Обобщенная модель ядра. Ротационные и вибрационные уровни. Коллективные эффекты в ядрах. Правила отбора для электромагнитных и бета-переходов. Квазичастичная модель ядра (парные корреляции сверхпроводящего типа). Плотность низколежащих состояний в ядрах. Квазичастичные возбуждения.
  3. Бета-распад. Элементарная теория бета-распада. Правила отбора и форма бета-спектров. Разрешенные и запрещенные бета-переходы. Электронный захват. Двойной бета-распад. Испускание протонов, альфа-распад, деление после бета-распада ядра.
  4. Взаимодействие ядер с электромагнитным излучением. Мультипольные переходы и правила отбора для гамма-излучения. Внутренняя конверсия. Фотоядерные реакции. Кулоновское возбуждение ядер. Гигантские мультипольные резонансы.
  5. Альфа-распад. Элементарная теория альфа-распада. Радиусы ядер. Протонный распад.
  6. Деление ядер. Спонтанное деление. Деление ядра и ядерные модели. Спонтанноделящиеся изомеры. Трансурановые и сверхтяжелые элементы.

III. Ядерные реакции

  1. Основы теории ядерных реакций. Законы сохранения. Принцип де- тального равновесия. Каналы реакции. Матрицы рассеяния. Оптическая модель взаимодействия нуклонов с ядрами. Термодинамика атомного ядра.
  2. Реакция с медленными нейтронами. Резонансный захват нейтронов. Формула Брейта-Вигнера. Рассеяние нейтронов ядрами. Рассеяние нейтронов кристаллами. Отражение и поляризация нейтронов. Дифракционое рассеяние. Нейтронная спектроскопия.
  3. Прямые ядерные реакции. Неупругое рассеяние. Реакции передачи.
  4. Исследование ядра с помощью быстрых электронов, мезонов, протонов. Мезоатомы.
  5. Образование и свойства гиперядер.

IV. Физика элементарных частиц и их взаимодействий

  1. Массы и квантовые числа элементарных частиц. Правила отбора для слабых, электромагнитных, сильных распадов.
  2. Изотопические свойства сильных взаимодействий. SU(3)-симметрия сильных взаимодействий. Массовые формулы. Модель кварков.
  3. NN и πN – рассеяние. Фазовый анализ.
  4. Рассеяние электронов на нуклонах и ядрах. Электромагнитные формфакторы нуклонов и ядер.
  5. Рассеяние быстрых нуклонов на ядрах. Теория Глаубера.
  6. Слабое взаимодействие. Модель Салама-Вайнберга. Нейтральные токи. Сохранение векторного тока, гипотеза частичного сохранения аксиально-векторного тока и их следствия.
  7. Глубоконеупругие процессы. Партонно-кварковая структура адронов. Основные положения квантовой хромодинамики.

ЛИТЕРАТУРА

  1. «Экспериментальная ядерная физика» под редакцией Э. Сегре. Т. 1, 1955.
  2. Б. Росси. Частицы высоких энергий.
  3. В. П. Зрелов. Излучение Вавилова-Черенкова и его применение в ядерной физике. М., Атомиздат, 1968.
  4. А. Ахиезер, И.Померанчук. Некоторые вопросы теории ядра.
  5. И. И. Гуревич, Л. В. Тарасов. Физика нейтронов низких энергий. «Наука», М., 1965.
  6. К. Н. Мухин. Введение в ядерную физику. 1965.
  7. «Альфа-, бета-, гамма-спектроскопия» под редакцией К. Зигбана. М., Атомиздат, 1969.
  8. М. Престон. Физика ядра. «Мир», М., 1964.
  9. В. Г. Соловьев. Теория сложных ядер. «Наука», М., 1971.
  10. А. Т. Ситенко, В. К. Тартаковский. Лекции по теории ядра. М., Атомиздат, 1972.
  11. Е. Ким. Мезонные атомы и ядерная структура. М., Атомиздат, 1975.

Е. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ

I. Сильные взаимодействия

  1. Квантовые числа элементарных частиц и резонансов.
  2. Дискретные симметрии. Пространственное отражение, зарядовое сопряжение, обращение времени, СРТ-ТЕОРЕМА.
  3. Свойства внутренней симметрии. Изотопическая инвариантность. Зарядовая симметрия и С-четность. Схема Гелл-Манна-Нишиджимы. Унитарная симметрия и классификация частиц и резонансов по мультиплетам. Массовая формула Гелл-Манна-Окубо. Модель кварков. Квантовая хромодинамика.
  4. Столкновения элементарных частиц. Нуклон-нуклонные столкновения при малых энергиях. Теория эффективного радиуса. Дейтрон. Квадрупольный момент дейтрона, тензорные силы. Упругое рассеяние П- и К-мезонов и нуклонов на нуклонах. Поляризационные явления. Неупругие процессы. Образование резонансных состояний в процессах столкновения. Формула Брейта-Вигнера. Критерий Треймана-Янга. Общие свойства рассеяния при высоких энергиях.
  5. Основные представления теории комплексных моментов. Теорема Померанчука.
  6. Инклюзивные процессы.
  7. Процессы на встречных рр - пучках.

II. Электромагнитные взаимодействия

  1. Принципы минимальности электромагнитного взаимодействия. Пра- вила отбора по изотопическому спину.
  2. Процессы фоторождения и электророждения.
  3. Рассеяние электронов и мю-мезонов нуклонами и ядрами. Электромагнитные формфакторы.
  4. Измерение магнитных моментов элементарных частиц.
  5. Проверка применимости квантовой электродинамики при высоких энергиях и в области низких энергий.
  6. Мезоатомы.
  7. Процессы на встречных еˉ- еˉ и е - еˉ пучках.
  8. Глубоконеупругие процессы.

III. Слабые взаимодействия

  1. Бета-распад. Форма спектров. К-захват. Мю-захват. Разрешенные и запрещенные переходы. Правила отбора Ферми и Гамова-Теллера.
  2. Несохранение пространственной и зарядовой четности в слабых взаимодействиях. Комбинированная четность.
  3. Универсальная теория слабых взаимодействий. Формфакторы слабых взаимодействий. Гипотеза о сохранении векторного тока. Двухкомпонентное нейтрино. Электронное и мюонное нейтрино. Сохранение лептонного заряда.
  4. Распад с изменением странности. Правила Т = ½ и Δ Q = Δ S.
  5. Унитарная симметрия в слабых взаимодействиях и угол Кабиббо.
  6. Физика К°-мезонов. Эффект Гелл-Пайса-Пиччиони. Интерференционные явления. Нарушение СР-инвариантности в распадах Кº-мезонов.
  7. Нейтринные эксперименты при низких и высоких энергиях.
  8. Соотношение Гольдбергера-Треймана.
  9. Модель Салама-Вайнберга и нейтральные токи в слабых взаимодействиях.

IV. Физика атомного ядра

  1. Ядерные силы и общие свойства ядерного вещества. Энергия связи.
  2. Модели ядра. Одночастичная оболочечная модель. Обобщенная модель ядра. Ротационные и вибрационные уровни. Модель Ферми-газа. Квазичастичная модель ядра. Квазичастичные возбуждения и нижние возбужденные состояния ядер.
  3. Взаимодействия лептонов и адронов высокой энергии с ядрами. Электромагнитные формфакторы ядер. Теория Глаубера для взаимодействий адронов с ядрами.
  4. Фотоядерные процессы. Гигантские мультипольные резонансы.
  5. Особенности рождения пионов и каонов при взаимодействии протонов с ядрами.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Э. Ферми. Лекции о П-мезонах и нуклонах. Изд-во ИЛ, М., 1956.
  2. А. Ахиезер, И. Померанчук. Некоторые вопросы теории ядра. М.,1952.
  3. Г. Челлен. Физика элементарных частиц. «Наука», М., 1966.
  4. Р. К. Эдер, Э. К. Фаулер. Странные частицы. М., Атомиздат, 1966.
  5. Р. Далитц. Странные частицы и сильные взаимодействия. Изд-во ИЛ, М., 1964.
  6. С. Д. Дрелл, Ф. Захариазен. Электромагнитная структура нуклонов. Изд-во ИЛ, М., 1962.
  7. Л. Б. Окунь. Слабые взаимодействия элементарных частиц. ФМ, М., 1963.
  8. Н. Н. Боголюбов. Физика высоких энергий и теория элементарных частиц. «Наукова Думка», Киев, 1967.
  9. Л. Д. Ландау, Е.М.Лифшиц. Квантовая механика. М., 1963.
  10. К. Нишиджима. Фундаментальные частицы. «Мир», М., 1965.
  11. Р. Иден. Соударения элементарных частиц при высоких энергиях. «Наука», М., 1970.
  12. С. Газиорович. Физика элементарных частиц. «Наука», М., 1969.
  13. Е. М. Лифшиц, Л. П. Питаевский. Релятивистская теория, I – II. «Наука», М., 1970.
  14. Д. Берштейн. Элементарные частицы и их токи. «Мир», М., 1970.
  15. Ц. Ли, Ц. Ву. Слабые взаимодействия. «Мир», М., 1968.

Ж. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

I. Методы получения элементарных частиц

  1. Ускорители заряженных частиц. Линейные ускорители. Циклические ускорители. Принцип автофазировки. Жесткая фокусировка. Накопительные кольца и ускорители на встречных пучках. Коллективный метод ускорения. Методы фокусировки пучков и сепарация частиц.
  2. Ядерные реакторы и их типы. Получение тепловых и ультрахолодных нейтронов.

II. Детекторы элементарных частиц

  1. Газоразрядные детекторы. Счетчики Гейгера-Троста, пропорцио- нальные счетчики, ионизационные камеры.
  2. Сцинтилляционные счетчики.
  3. Черенковские счетчики.
  4. Полупроводниковые счетчики.
  5. Трековые детекторы с фильмовым съемом информации. Камера Вильсона, пузырьковые камеры, искровые и стримерные камеры. Метод ядерных фотоэмульсий.
  6. Бесфильмовые камеры. Пропорциональные и дрейфовые камеры. Годоскопические системы из сцинтилляционных и черенковских счетчиков.

III. Методы измерений
и автоматической обработки данных

  1. Методы спектрометрических измерений. Магнитные спектрометры. Спектрометрические тракты измерений с полупроводниковыми и сцинтилляционными счетчиками с выводом данных на ЭВМ. Методы изображения многомерных спектров.
  2. Дозиметрические измерения. Допустимые потоки излучений. Способы защиты.
  3. Методы автоматической обработки фотографий трековых приборов. Механико-оптические и электронные системы сканирования с выводом данных на ЭВМ.
  4. Физические установки с автоматическим выводом данных на ЭВМ. Типы накопительных устройств. Использование разных классов ЭВМ для приема, предварительной обработки и накопления информации, а также контроля и управления.

IV. Методы обработки экспериментальных данных

  1. Основные понятия математической статистики. Теория статистических оценок и поверки гипотез. Метод максимального правдоподобия. Планирование эксперимента.
  2. Система математических программ обработки и анализа физических результатов. Геометрическая реконструкция пучков частиц. Система распознавания определенного класса событий. Анализ физических результатов.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Дж. Ливингуд. Принципы работы циклических ускорителей. ИЛ, М., 1963.
  2. Е. Г. Комар. Основы ускорительной техники. М., Атомиздат, 1975.
  3. В. И. Котов, В. Миллер. Фокусировка и разделение по массам частиц высокой энергии. М., Атомиздат, 1969.
  4. В. Е. Левин. Ядерная физика и ядерные реакторы. М., Атомиздат, 1975.
  5. В. Прайс. Регистрация ядерного излучения. ИЛ, М., 1960.
  6. В. И. Калашникова, М. С. Козодаев. Детекторы элементарных частиц. «Наука», М., 1966.
  7. М. И. Дайон, Б. А. Долгошеин и др. Искровая камера. М., Атомиздат, 1967.
  8. Ю.В.Заневский. Проволочные детекторы элементарных частиц. М., Атомиздат, 1978.
  9. А. А. Воробьев, Н. С. Руденко, В. И. Сметанин. Техника искровых камер. М., Атомиздат, 1978.
  10. Ю. А. Александров, Г. С. Ворожцов и др. Пузырьковые камеры. М., 1963.
  11. Н. Дас Гупта, С. Гом. Камера Вильсона и ее применение в физике. ИЛ, М., 1976.
  12. О. Пауэлл, П. Фаулер, Д. Перкинс. Исследование элементарных частиц фотографическим методом. ИЛ, М., 1962.
  13. Ю. К. Акимов. Сцинтилляционные методы регистрации частиц. МГУ, М., 1963.
  14. Ю. К. Акимов, А. И. Калинин и др. Полупроводниковые детекторы ядерных частиц и их применение. М., Атомиздат, 1967.
  15. В. П. Зрелов. Излучение Вавилова-Черенкова и его применение в физике высоких энергий. М., Атомиздат, 1968.
  16. К. К. Аглинцев. Дозиметрия ионизирующих излучений. М., 1967.
  17. Автоматическая обработка данных с пузырьковых и искровых камер. Сб. статей. М., Атомиздат, 1971.
  18. Статистические методы в экспериментальной физике (перевод с англ., под редакцией А. А.Тяпкина). М., Атомиздат, 1976.
  19. А. В. Кузнецов, Б. А. Полосьянц, Ю. В. Ступин. Мини-ЭВМ в экспериментальной физике. М., Атомиздат, 1975.
  20. В. И.Виноградов. Дискретные информационные системы в научных исследованиях. М., Атомиздат, 1976.

З. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКЕ

I. Основные свойства элементарных частиц

  1. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях; уравнения движения.
  2. Взаимодействие заряженных частиц с веществом. Ионизационные потери и пробег тяжелых заряженных частиц; прохождение бета-частиц через вещество. Взаимодействие нейтральных частиц с веществом.
  3. Нестабильные элементарные частицы и ядра. Времена жизни.

II. Основные установки
для получения и ускорения элементарных частиц

  1. Ускорители заряженных частиц. Линейные ускорители. Циклические ускорители и их типы. Принцип автофазировки. Жесткая фокусировка. Накопительные кольца и ускорители на встречных пучках. Коллективный метод ускорения. Максимальные энергии и интенсивности для ускорителей разных типов. Временная структура пучков ускорителей.
  2. Ядерные реакторы и их типы. Энергетический спектр и плотность потока нейтронов; получение тепловых и ультрахолодных нейтронов.

III. Детекторы элементарных частиц

  1. Методы регистрации заряженных и нейтральных частиц.
  2. Газонаполненные счетчики и их типы.
  3. Ионизационные камеры.
  4. Газонаполненные камеры с оптическим методом съема информации. Искровые и стримерные камеры.
  5. Газонаполненные камеры с электронными методами съема информации. Многопроволочные искровые, пропорциональные и дрейфовые камеры.
  6. Сцинтилляционные и черенковские детекторы. Фотоумножители.
  7. Полупроводниковые детекторы. Позиционно-чувствительные детекторы.
  8. Регистрация частиц с помощью пузырьковых камер.

IV. Статистическая обработка результатов измерений

  1. Основы теории вероятностей. Случайные величины. Основные законы распределения случайных величин: биномиальное распределение, распределение Пуассона, распределение Гаусса.
  2. Основы теории ошибок измерений.
  3. Основы теории просчетов регистрирующих систем.

И. ОБЩАЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКА И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

I. Методы расчета электрических цепей и схем

  1. Анализ линейных электрических цепей. Эквивалентные схемы. Законы Кирхгофа, теорема об эквивалентном генераторе, метод узловых потенциалов, метод контурных токов. Четырехполюсники.
  2. Анализ электрических сигналов. Дельта-функция и ступенчатая функция. Преобразование Фурье.
  3. Передача сигналов через линейные системы. Дифференциальные уравнения, описывающие процессы в электрических цепях. Импульсная характеристика линейной системы. Интеграл суперпозиции. Формула свертывания. Передаточная функция. Переходные процессы в длинных линиях.
  4. Основы операционного исчисления. Преобразование Лапласа.
  5. Основы алгебры логики. Составление логических электронных схем.

II. Полупроводниковые приборы

  1. Физические принципы работы полупроводниковых приборов. Их классификация.
  2. Полупроводниковые диоды. Принцип действия, основные характеристики, параметры и режимы работы. Разновидности диодов: импульсные диоды, диоды с накоплением заряда, туннельные диоды, стабилитроны, светоизлучающие диоды и др. Примеры применения.
  3. Биполярные транзисторы. Принцип действия, основные характеристики, параметры и режимы работы. Схемы включения, эквивалентные схемы, работа в линейном и ключевом режимах. Разновидности триодов; примеры их применения.
  4. Полевые транзисторы. Принцип действия, разновидности полевых транзисторов. Основные характеристики, параметры и режимы работы. Примеры применения.
  5. Другие разновидности полупроводниковых приборов: динистор, тиристор, однопереходный транзистор и др. Их основные характеристики и параметры; примеры применения.

III. Интегральные схемы

  1. Гибридные и монолитные интегральные схемы. Монолитные интегральные схемы на основе биполярных и МДП-транзисторов, их особенности. Технология изготовления интегральных схем различных типов.
  2. Аналоговые интегральные схемы: дифференциальные и операционные усилители, регуляторы напряжения, преобразователи код – аналог и аналог – код. Их основные параметры, примеры применения.
  3. Логические интегральные схемы. Их классификация по схемо-техническому исполнению. Основные параметры. Быстродействие схем. Система логических элементов. Типы триггеров. Примеры применения.
  4. Интегральные схемы со средней степенью интеграции: счетчики, регистры, коммутаторы, дешифраторы, сумматоры и др.
  5. Интегральные схемы с большой степенью интеграции: сложные логические устройства, запоминающие устройства, микропроцессоры и др. Пути дальнейшего повышения степени интеграции.

IV. Электронные измерительные приборы

  1. Классификация измерительных приборов; их классы точности.
  2. Электронно-лучевые осциллографы. Их основные блоки. Скоростные осциллографы; стробоскопические осциллографы; осциллографы на запоминающих трубках.
  3. Измерительные генераторы; их типы и характеристики.
  4. Цифровые приборы для измерения аналоговых величин (напряжения, тока, частоты и др.). Их принцип действия и устройство.

V. Основные сведения по электронным цифровым вычислительным машинам

  1. Принципы построения и работы электронных цифровых вычислительных машин.
  2. Процессоры. Их состав и функции.
  3. Запоминающие устройства. Их функции; оперативные и внешние запоминающие устройства.
  4. Устройства ввода и вывода информации.
  5. Непосредственная связь ЭВМ с измерительным оборудованием.
  6. Устройства для оперативного взаимодействия оператора и ЭВМ. Дисплеи.
  7. Большие, малые и микро-ЭВМ.
  8. Состав и характеристики ЕС ЭВМ.
  9. Основы программного обеспечения ЭВМ. Операционные системы, их функции. Машинно-ориентированные и проблемно-ориентированные языки программирования.

VI. Надежность радиоэлектронных устройств

  1. Основные понятия теории надежности.
  2. Причины отказов аппаратуры.
  3. Оценка надежности разрабатываемых устройств.
  4. Методы повышения надежности.

К. ПРИБОРЫ ЯДЕРНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

I. Задачи электронной аппаратуры в экспериментальной ядерной физике

  1. Обобщенная блок-схема ядерно-физического эксперимента.
  2. Специфика экспериментов в области физики атомного ядра (низкие энергии) и элементарных частиц (высокие энергии).
  3. Логическая и спектрометрическая информация, получаемая с детекторов.
  4. Количество информации, получаемой в экспериментах различных типов. Методы предварительного отбора поступающей информации.

II. Устройства для измерения интервалов времени

  1. Характеристика детекторов с точки зрения получения временной информации.
  2. Разброс импульсов по времени возникновения. Схемы временной привязки.
  3. Способы измерения интервалов времени. Точность, разрешающая способность и диапазон измерения.

III. Устройства для измерения амплитуд импульсов

  1. Характеристики детекторов c точки зрения получения амплитудной информации.
  2. Шумы и методы борьбы с ними.
  3. Спектрометрические усилители, их характеристики. Формирование импульсов для получения оптимального отношения сигнал/шум. Борьба с наложениями импульсов.
  4. Способы измерения амплитуд импульсов. Методы повышения точности и скорости преобразования.
  5. Методы стабилизации спектрометрического тракта.
  6. Амплитудные анализаторы, их характеристики.

IV. Логические схемы регистрации и отбора данных

  1. Счетные схемы. Типы схем, их быстродействие.
  2. Схемы совпадений. Принцип работы, кратность совпадений, разрешающее время, их эффективность. Случайные совпадения. Антисовпадения, их эффективность.
  3. Другие типы логических схем: формирователи, линии задержки, дискриминаторы, схемы пропускания, разветвители и др. Их характеристики и примеры применения.
  4. Быстрые процессоры для предварительного отбора событий.

V. Электронные устройства для регистрации координат частиц

  1. Годоскопические системы и методы регистрации информации в них.
  2. Электронные методы считывания информации с искровых камер со сплошными электродами (телевизионный, акустический и т.д.).
  3. Методы считывания информации с искровых камер с проволочными электродами.
  4. Методы считывания информации с пропорциональных камер.
  5. Методы считывания информации с дрейфовых камер.

VI. Накопление и обработка информации во время эксперимента

  1. Типы накопительных устройств, используемых в ядерной физике. Накопление многомерной информации. Методы увеличения эффективного числа каналов.
  2. Наблюдение зарегистрированной информации. Методы изображения многомерных спектров.
  3. Непосредственное использование ЭВМ разных классов в процессе эксперимента для приема, предварительной обработки и накопления информации, а также для контроля и управления ходом эксперимента.

VII. Автоматизация обработки информации, зарегистрированной на фотопленке

  1. Методы обработки информации, полученной с фильмовых камер.
  2. Полуавтоматические системы обработки. Принцип действия. Функции оператора в системах различных типов.
  3. Системы с автоматическим сканированием по кадру. Механико-оптические и электронные системы сканирования.
  4. Функции ЭВМ при автоматической обработке информации, зарегистрированной на фотопленке.

VIII. Стандарт КАМАК

  1. Назначение и принципы стандарта КАМАК.
  2. Исполнительные блоки, их классификация.
  3. Однокаркасная система. Организация работы. Назначение и устройство контроллера. Передача данных по одному слову и массивами.
  4. Организация работы каркаса при наличии в нем нескольких управляющих блоков (контроллеров).
  5. Многокаркасная ветвевая система. Организация работы, устройство контроллеров.
  6. Многокаркасная последовательная система. Организация работы, устройство контроллеров.
  7. Основы программного обеспечения аппаратуры в стандарте КАМАК.
  8. Другие стандарты (NIM и т.д.).

Рекомендуемая литература к разделам З, И, К

  1. В. И. Калашникова, М. С. Козодаев. Детекторы элементарных частиц. «Наука», М., 1966.
  2. Е. Г. Комар. Основы ускорительной техники. М., Атомиздат, 1975.
  3. В. Е. Левин. Ядерная физика и ядерные реакторы. М., Атомиздат,1975
  4. А. А. Воробьев, Н. С. Руденко, В. И. Сметанин. Техника искровых камер. М., Атомиздат, 1978.
  5. Ю. В. Заневский. Проволочные детекторы элементарных частиц. М., Атомиздат, 1978.
  6. В. И. Гольданский, А. В. Куценко, М. И. Погрорецкий. Статистика отсчетов при регистрации ядерных частиц. М., Физматгиз, 1959.
  7. Л. А. Бессонов. Теоретические основы электротехники. Высшая школа, 1973.
  8. И. П. Степаненко. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. Энергия, 1977.
  9. В. Л. Шило. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. Советское радио, 1974.
  10. И. Н. Букреев, Б. М. Мансуров, В. И. Горячев. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. Советское радио, 1975.
  11. А. М. Широков. Надежность радиоэлектронных устройств. Высшая школа, 1972.
  12. Е. А. Мелешко. Интегральные схемы в наносекундной ядерной электронике. М., Атомиздат, 1977.
  13. И. О.Крашенинников, С. С. Курочкин, А. В. Матвеев, Е. И. Рехин. Современная ядерная электроника, т. I, Измерительные системы и устройства. М., Атомиздат, 1974.
  14. С. С. Курочкин, И. Д. Мурин. Современная ядерная электроника, т. II, Цифровые информационные системы и устройства, М., Атомиздат, 1975.
  15. А. В. Куценко, Б. А. Полосьянц, Ю. В. Ступин. Мини-ЭВМ в экспериментальной физике. М., Атомиздат, 1975.
  16. В. И.Виноградов. Дискретные информационные системы в научных исследованиях. М., Атомиздат, 1976.



ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА
кандидатских экзаменов по специальности 01.04.16
«Физика атомного ядра и элементарных частиц»





I. Электромагнитные взаимодействия

1. Основные экспериментальные результаты проверки применимости квантовой электродинамики на малых расстояниях.

  • Измерение Лэмбовского сдвига уровней водородоподобных атомов.
  • Измерение гиромагнитных отношений электронов и мюонов.
  • е+ е‾ и е‾ е‾ рассеяние, е+ е‾→µ+ µ‾ и е+ е‾→ γγ аннигиляции.
  • Универсальность электромагнитного взаимодействия заряженных лептонов (е, μ, τ - лептонов). Параметризация возможных отклонений от квантовой электродинамики.

2. Рождение адронов в е+ еˉ столкновениях.

  • Аннигиляция е+ еˉ → адроны, энергетическая зависимость отношения теоретическая интерпретация в рамках кварковой модели.
  • Рождение векторных бозонов в е+ е‾ аннигиляции (ρ, ω, j - мезонов).
  • Рождение j /ψ и γ - частиц, обнаружение “c” и “в”- кварков.

3. Неупругое е-N рассеяние.

  • Партонная модель, масштабная инвариантность.
  • Качественное описание процессов неупругого еN рассеяния при высоких энергиях.

II. Сильное взаимодействие

  1. Экспериментальные данные об упругих и полных сечениях П - N, К - N, N –N и взаимодействиях при высоких энергиях. Интерпретация экспериментальных данных в рамках модели полюсов Редже. Асимптотическое поведение сечений.
  2. Методы определения квантовых чисел бозонных и барионных резонансов. Интерпретация существующих экспериментальных данных о резонансах и частицах. Экзотические состояния и их экспериментальное обнаружение.
  3. Инклюзивные процессы, описание их с помощью Феймановских переменных. Структурные функции.
  4. Калибровочные теории. Основные представления квантовой хромодинамики. Кварки, глюоны. Описание адрон-адронных взаимодействий на языке кварков и глюонов. Модель струн. Жесткие процессы.
  5. Магнитные моменты нуклонов и гиперонов в кварковой модели. Экспериментальные данные о магнитных моментах и сравнение их с теоретическими данными.
  6. Теория Глаубера и применение ее к интерпретации экспериментальных данных о взаимодействии П, К – мезонов и нуклонов с лептоном.
  7. Взаимодействие частиц высокой энергии с ядрами. Квазисвободные и глубоконеупругие ядерные процессы.

III. Слабые взаимодействия

1. Сохранение лептонного заряда.

  • Поиск двойного β - распада.
  • Поиск распада μ → eγ.
  • Сохранение лептонного заряда в ν - N и ν ядерных взаимодействиях.
  • Сохранение лептонного заряда в теории Вайнберга – Салама.

2. Нарушение СР-инвариантности и существование электрического дипольного момента элементарных частиц. Экспериментальные данные о дипольных моментах элементарных частиц.

3. Нейтральные токи.

  • при малых и высоких энергиях.
  • Нейтральные токи в е - N взаимодействиях.

4. Эффекты нарушения пространственной четности в ядерных электромагнитных переходах и в делении тяжелых ядер.

5. Основы теории электрослабого взаимодействия Вайнберга – Салама.

6. Результаты экспериментальной проверки теории электрослабого взаимодействия.

IV. Новые частицы

1. j /ψ частица, определение квантовых частиц. Чармоний и его свойства.

2. Очарованные частицы.

  • D и F мезоны.
  • Очарованные барионы.
  • Правила отбора в распадах очарованных частиц.

3. Семейство γ – частиц, определение квантовых чисел γ и γ′ .

4. Описание новых частиц в рамках кварковой модели.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. А. А. Ансельм. Качественная картина сильных взаимодействий при высоких энергиях. I Школа физики ИТЭФ, Атомиздат, 1973.
  2. М. Б. Волошин, Л. Б. Окунь. Элементарная теория чармония. IV Школа физики ИТЭФ, вып. I, Атомиздат, 1976.
  3. В. М. Шехтер. За что мы любим кварки? Достижения и трудности кварковой модели. IV Школа физики ИТЭФ, вып. I, Атомиздат, 1976.
  4. Я. И. Азимов. Свойства новых тяжелых адронов. V Школа физики ИТЭФ, вып. I, Атомиздат, 1977.
  5. И. С. Цукерман. Нейтральные слабые токи во взаимодействиях нейтрино (обзор экспериментальных данных). IV Школа физики ИТЭФ, вып. 3, Атомиздат, 1977.
  6. И. С. Цукерман. Свойства нейтрино и нейтральные токи с их участием. VI Школа физики ИТЭФ, вып. 3, Атомиздат, 1979.
  7. А. П. Серебров. Электрические дипольный момент нейтрона и ультрахолодные нейтроны. Физика атомного ядра. XIV зимняя Школа ЛИЯФ, Ленинград, 1979.
  8. В. Захаров, Б. Л. Иоффе, Л. Б. Окунь. Новые элементарные частицы. УФН, 117, (1975).
  9. С. Вайнберг. Единые теории взаимодействия элементарных частиц. УФН, 118, 505 (1976).
  10. Я. И. Азимов и др. Новая частица в е+ е¯ - аннигиляции – тяжелый лептон F± . УФН, 124, 459 (1978).
  11. Б. Рихтер. От ψ к очарованию (Эксперименты 1975 – 1976 г. г.). УФН, 125, 201 (1978).
  12. С. Тинг. Открытие j - частицы (Личные впечатления). УФН. 125, 227 (1978).
  13. Л. Ледерман. Ипсилон-частица. УФН, 128, 693 (1979).
  14. М. Б. Волошин. Введение в квантовую хромодинамику. Основы теории. Препринт ИТЭФ-22, Москва, 19
  15. А. Б. Кайдалов. Периферические взаимодействия адронов в кварк-глюонной модели сильных взаимодействий. Элементарные частицы. X Школа физики ИТЭФ, М., Энергоатомиздат, вып. 2, 1983.
  16. А. Б. Кайдалов. Результаты, полученные на SPS коллайдере и их теоретическая интерпретация. Элементарные частицы. XI Школа физики ИТЭФ, М., Энергоатомиздат, вып. 4, 1984.
  17. В. Б. Гаврилов, Г. А. Лексин. Глубоко-неупругие ядерные реакции. «Элементарные частицы». XII Школа физики ИТЭФ, М., Энергоатомиздат, вып. 4, 1985.
  18. Ю. Г.Абов, П. А. Крупчицкий. Нарушение пространственной четности в ядерных взаимодействиях. УФН, 118, 141 (1976).
  19. Г. В. Данилян. Нарушение пространственной четности в делении ядер. УФН, 131, 329 (1980).
  20. Л. Б. Окунь. Кварки и лептоны. Наука, 1981.
  21. Ф. Клоуз. Кварки и партоны. МИР, 1982.
  22. М. Б. Волошин, К. А. Тер-Мартиросян. Теория калибровочных взаимодействий элементарных частиц. Энергоиздат, 1984.

Программу составили: С. Я. Никитин
Г. А. Лексин
П. А. Крупчицкий


Возврат к списку