Физика элементарных частиц. Частицы и взаимодействия

2.1. Классификация элементарных частиц ……………………………………………….64

2.1.1. Система естественных единиц ()……………………………………………… 64

2.1.2. Элементарные частицы. Лептоны. Адроны. Мезоны. Барионы. Мультиплеты………… 64

2.2. Кварковая модель адронов …………………………………………………………….71

2.2.1. Кварки и их характеристики. Кварковая структура мезонов и барионов…………………..71

2.2.2. Экспериментальное подтверждение кварковой модели адронов.Эксперименты в области высоких энергий………………………………………………………………………………...74

2.3. Электромагнитное взаимодействие …………………………………………………..79

2.3.1. Электромагнитное взаимодействие. Фотон (гамма-квант). Квантовая электродинамика (КЭД). Уравнения Максвелла в ковариантной форме …………………………………………….79

2.3.2. Уравнение Клейна-Гордона. Уравнение Дирака. Уравнения Лагранжа. Лагранжиан квантовой электродинамики…………………………………………………………………… …… 81

2.3.3. Диаграммы Феймана……………………………………………………………………………. 85

2.4. Сильное взаимодействие ……………………………………………………………… 87

2.4.1. Сильное взаимодействие.Квантовая хромодинамика (КХД). Лагранжиан КХД………… 87

2.4.2. Глюоны и их экспериментальное подтверждение………………………………….. …….. 89

2.5. Слабое взаимодействие ………………………………………………………………….91

2.5.1. Слабое взаимодействие.Универсальное четырехфермионное (V-A)- взаимодействие с заряженными и нейтральными токами Вионы (промежуточные векторные бозоны)……………91

2.5.2. Спонтанное нарушение симметрии скалярного поля Спонтанное нарушение локальной калибровочной симметрии SU(2). Механизм Хиггса ………………………………………………. 96

2.5.3. Электрослабое взаимодействие……………………………………………………………… 98

2.6. Гравитационное взаимодействие …………………………………………………… 102

2.6.1. Гравитационное взаимодействие. Уравнения Эйнштейна. Уравнения Фридмана. … 102

2.6.2. Квантовая теория гравитации (КТГ). Гравитон……………………………………………… 104

2.7. Законы сохранения, симметрии и их нарушения ………………………………... 105

2.7.1.Теорема Нётер.Непрерывные пространственно-временные симметрии (глобальные симметрии).Группа Лоренца. Группа Пуанкаре.……………………… …………………………… 105

2.7.2. Внутренние симметрии,Калибровочная симметрия, Группа U(1), Группа SU(2), Группа SU_c (3). Теорема СРТ.Киральная симметрия. Нарушение симметрии ………………………….108

2.7.3.Законы сохранения……………………………………………………………………………….. 112

2.8. Единая теория поля (Объединение взаимодействий) …………………………… 113

2.8. 1.Теории Великого объединения (ТВО).Бегущие константы связи………………………..113

2.8. 2.Единая теория поля……………………………………………………….. ……………………..116

2.8. 3. Суперсимметрия.Суперпространство. ………………………………………………………..117

2.8. 4.Супергравитация. ……………………………………………………………………………….. 119

2.8. 5. Суперструны.Динамика суперструны. Гетерозисная струна…………………………… 122

2.9. Большие машины физики ………………………………………………………………………… 126

2.9.1. Ускорители. ………………………………………………………………………………………..126

2.9.2. Супермашины физики:Тэватрон Лаборатории Ферми. ЦЕРН - Большойадронный коллайдер. Международный линейный коллайдер (ILC) (проект) ……………………………… 127

2.10. Современные астрофизические представления, Вселенная ……………………..130

2.10.1. Космология – наука о Вселенной в целом. Принцип Коперника и космологический принцип. Характеристики Вселенной…………………………………………………………………. 130

.2.10.2. Возникновение Вселенной и ее эволюция…………………………………………………. 131

2.11. Галактика и звезды …………………………………………………………………………………..133

2.11.1. Характеристика Галактики как звездного скопления и её эволюция………………… 133

2.11.2. Классификация звезд. Солнце, его характеристики и эволюция. ………………………135

2.11.3. Космические лучи. ………………………………………………………………………….. 137